CN116621191A - 用于去除VOCs中苯系物的分子筛吸附剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及分子筛吸附剂技术领域，具体地说，涉及用于去除VOCs中苯系物的分子筛吸附剂及其制备方法。其包括以下原料：硅酸、铝酸、模板剂、硝酸铝、硝酸钠、硝酸钾和余量的水；包括以下步骤：S1、制备载体；S2、制备合成液；S3、筛选；S4、后处理；本发明提供的分子筛吸附剂通过对载体材料、模板剂、制备条件等因素的优化，得到了具有更高比表面积和更适宜的孔径结构的分子筛吸附剂，在吸附苯系物方面具有更高效、更完善的吸附作用；采用的制备方法较为简单，操作方便，同时原料使用量较少，所产生的废料也较少，成本较低，有效地缩短了制备的周期并提高了产量；在去除VOCs中苯系物方面具有明显的优势。
Description
技术领域
本发明涉及分子筛吸附剂技术领域，具体地说，涉及用于去除VOCs中苯系物的分子筛吸附剂及其制备方法。
背景技术
VOCs是挥发性有机物的缩写，其广泛应用于化学工业、城市污染物排放等领域。苯系物是VOCs中含量较高、对人体有害的物质之一，对环境和健康造成影响。过去，常采用颗粒物吸附过滤等方法去除苯系物，但这些方法存在着处理效果不佳的问题。
因为苯系物一般具有较高的极性和稳定性，对于吸附材料的选择和设计都提出了较高的要求，一些传统吸附材料的吸附效率难以达到较高水平，无法满足苯系物去除的需要；一些新型吸附材料虽然在吸附效率方面取得了较好的成果，但同时存在着成本较高、制备复杂等问题，即难以实现产业化生产，使得这些材料在实际应用过程中存在着生产成本过高的问题；一些吸附剂虽然可以实现部分去除苯系物，但其去除效率并不高，难以达到较高的去除率，导致该问题依然需要解决。
因此，需要一种用于去除VOCs中苯系物的分子筛吸附剂及其制备方法来解决现有技术的不足。
发明内容
本发明的目的在于提供用于去除VOCs中苯系物的分子筛吸附剂及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，一方面，本发明提供用于去除VOCs中苯系物的分子筛吸附剂，包括以下原料：硅酸、铝酸、模板剂、硝酸铝、硝酸钠、硝酸钾和余量的水；
所述分子筛吸收剂的孔径为1-10nm，比表面积为1000-2000m2/g。
作为本技术方案的进一步改进，所述硅酸的质量百分比为5-20％。
作为本技术方案的进一步改进，所述铝酸的质量百分比为20-35％。
作为本技术方案的进一步改进，所述模板剂的质量百分比为1-5％。
作为本技术方案的进一步改进，所述硝酸铝的质量百分比为2-6％；所述硝酸钠的质量百分比为0.5-2％；所述硝酸钾的质量百分比为1-3％。
本发明中，分子筛吸附剂结构在分子筛的材料选择、配比和制备条件等方面得到端到端的优化，包括硅酸、铝酸、模板剂等成分，使得分子筛吸附剂拥有更高的比表面积和更适宜的孔隙结构，具有更高效并广泛适用性的吸附能力。
另一方面，本发明提供了一种用于上述中任意一项所述的用于去除VOCs中苯系物的分子筛吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
S1、制备载体：根据比例的硅酸和铝酸加入水中搅拌均匀，合成载体物，并进行干燥处理；
S2、制备合成液：将模板剂、硝酸铝、硝酸钠、硝酸钾和水按比例混合，并进行混合搅拌处理，形成合成液；
S3、筛选：将制备好的载体物粘合在滤纸上，放到合成液中进行振荡处理，使合成液中的成分沉积到载体物上，并使其形成分子筛吸附剂；
S4、后处理：将制备好的分子筛吸附剂洗涤、干燥，然后进行焙烧，脱去模板剂和未固化的物质，并形成质优量足的吸附剂。
优选的，所述S1中，干燥温度为65-80℃，处理时间2-6h。
优选的，所述S3中，振荡处理6-2h。
优选的，所述S4中，焙烧温度为400-800℃。
本发明采用的制备方法使得分子筛吸附剂具有较高的比表面积和孔径，能够更高效地去除VOCs中的苯系物，且制备过程简单、成本低廉。同时，本发明的分子筛吸附剂对环境友好，没有二次污染问题。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、该用于去除VOCs中苯系物的分子筛吸附剂及其制备方法中，分子筛吸附剂通过对载体材料、模板剂、制备条件等因素的优化，得到了具有更高比表面积和更适宜的孔径结构的分子筛吸附剂，在吸附苯系物方面具有更高效、更完善的吸附作用。
2、该用于去除VOCs中苯系物的分子筛吸附剂及其制备方法中，采用的制备方法较为简单，操作方便，同时原料使用量较少，所产生的废料也较少，成本较低，同时也避免了许多传统制备方法(如水热合成等)过程中所存在的困难，有效地缩短了制备的周期并提高了产量；在去除VOCs中苯系物方面具有明显的优势。
附图说明
图1为本发明的整体流程框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供用于去除VOCs中苯系物的分子筛吸附剂，包括以下原料：硅酸、铝酸、模板剂、硝酸铝、硝酸钠、硝酸钾和余量的水；
其中硅酸的质量百分比为5-20％；铝酸的质量百分比为20-35％；模板剂的质量百分比为1-5％；硝酸铝的质量百分比为2-6％；硝酸钠的质量百分比为0.5-2％；硝酸钾的质量百分比为1-3％。
分子筛吸收剂的孔径在1-10nm之间，比表面积在1000-2000m2/g。
本发明中，分子筛吸附剂结构在分子筛的材料选择、配比和制备条件等方面得到端到端的优化，包括硅酸、铝酸、模板剂等成分，使得分子筛吸附剂拥有更高的比表面积和更适宜的孔隙结构，具有更高效并广泛适用性的吸附能力。
根据图1所示，本发明实施例还提供了制备上述用于去除VOCs中苯系物的分子筛吸附剂的制备方法，具体步骤如下：
(1)制备载体：根据比例的硅酸和铝酸加入水中搅拌均匀，合成载体物，并在温度为65-80℃的条件下进行干燥处理2-6h；
(2)制备合成液：将模板剂、硝酸铝、硝酸钠、硝酸钾和水按比例混合，并进行混合搅拌处理，形成合成液；
(3)筛选：将制备好的载体物粘合在滤纸上，放到合成液中进行振荡处理6-24h，使合成液中的成分沉积到载体物上，并使其形成分子筛吸附剂；
(4)后处理：将制备好的分子筛吸附剂洗涤、干燥，然后在温度为400-800℃的条件下进行焙烧，脱去模板剂和未固化的物质，并形成质优量足的吸附剂。
本发明采用的制备方法使得分子筛吸附剂具有较高的比表面积和孔径，能够更高效地去除VOCs中的苯系物，且制备过程简单、成本低廉。同时，本发明的分子筛吸附剂对环境友好，没有二次污染问题。
根据不同的原料用量，通过以下具体的实施例来对本发明提供的用于去除VOCs中苯系物的分子筛吸附剂进一步说明。
实施例1
(1)制备载体：将质量百分比为5％的硅酸和质量百分比为35％的铝酸加入水中搅拌均匀，合成载体物，并在温度为65℃的条件下进行干燥处理6h；
(2)制备合成液：将质量百分比为5％的模板剂、2％的硝酸铝、2％的硝酸钠、3％的硝酸钾和水按比例混合，并进行混合搅拌处理，形成合成液；
(3)筛选：将制备好的载体物粘合在滤纸上，放到合成液中进行振荡处理6h，使合成液中的成分沉积到载体物上，并使其形成分子筛吸附剂；
(4)后处理：将制备好的分子筛吸附剂洗涤、干燥，然后在温度为400℃的条件下进行焙烧，脱去模板剂和未固化的物质，并形成质优量足的吸附剂。
实施例2
(1)制备载体：将质量百分比为12.5％的硅酸和质量百分比为27.5％的铝酸加入水中搅拌均匀，合成载体物，并在温度为71℃的条件下进行干燥处理4h；
(2)制备合成液：将质量百分比为3％的模板剂、4％的硝酸铝、1％的硝酸钠、2％的硝酸钾和水按比例混合，并进行混合搅拌处理，形成合成液；
(3)筛选：将制备好的载体物粘合在滤纸上，放到合成液中进行振荡处理15h，使合成液中的成分沉积到载体物上，并使其形成分子筛吸附剂；
(4)后处理：将制备好的分子筛吸附剂洗涤、干燥，然后在温度为600℃的条件下进行焙烧，脱去模板剂和未固化的物质，并形成质优量足的吸附剂。
实施例3
(1)制备载体：将质量百分比为20％的硅酸和质量百分比为20％的铝酸加入水中搅拌均匀，合成载体物，并在温度为85℃的条件下进行干燥处理2h；
(2)制备合成液：将质量百分比为1％的模板剂、6％的硝酸铝、0.5％的硝酸钠、1％的硝酸钾和水按比例混合，并进行混合搅拌处理，形成合成液；
(3)筛选：将制备好的载体物粘合在滤纸上，放到合成液中进行振荡处理24h，使合成液中的成分沉积到载体物上，并使其形成分子筛吸附剂；
(4)后处理：将制备好的分子筛吸附剂洗涤、干燥，然后在温度为800℃的条件下进行焙烧，脱去模板剂和未固化的物质，并形成质优量足的吸附剂。
实施例4
(1)制备载体：将质量百分比为10％的硅酸和质量百分比为30％的铝酸加入水中搅拌均匀，合成载体物，并在温度为80℃的条件下进行干燥处理3h；
(2)制备合成液：将质量百分比为4％的模板剂、3％的硝酸铝、0.5％的硝酸钠、2.5％的硝酸钾和水按比例混合，并进行混合搅拌处理，形成合成液；
(3)筛选：将制备好的载体物粘合在滤纸上，放到合成液中进行振荡处理12h，使合成液中的成分沉积到载体物上，并使其形成分子筛吸附剂；
(4)后处理：将制备好的分子筛吸附剂洗涤、干燥，然后在温度为500℃的条件下进行焙烧，脱去模板剂和未固化的物质，并形成质优量足的吸附剂。
实施例5
(1)制备载体：将质量百分比为15％的硅酸和质量百分比为25％的铝酸加入水中搅拌均匀，合成载体物，并在温度为68℃的条件下进行干燥处理5h；
(2)制备合成液：将质量百分比为2％的模板剂、5％的硝酸铝、1％的硝酸钠、1.5％的硝酸钾和水按比例混合，并进行混合搅拌处理，形成合成液；
(3)筛选：将制备好的载体物粘合在滤纸上，放到合成液中进行振荡处理21h，使合成液中的成分沉积到载体物上，并使其形成分子筛吸附剂；
(4)后处理：将制备好的分子筛吸附剂洗涤、干燥，然后在温度为700℃的条件下进行焙烧，脱去模板剂和未固化的物质，并形成质优量足的吸附剂。
表1实施例1-5工艺条件
为了验证本发明实施例制备的分子筛吸附剂能够有效去除VOCs中的苯系物，通过以下试验例来对本发明实施例提供的用于去除VOCs中苯系物的分子筛吸附剂进行说明。
试验例
本试验例对实施例1-5提供的分子筛吸附剂进行检测；
将1g的分子筛吸附剂置于1L室温下的丙酮中，搅拌均匀，经过60分钟后进行检测，具体检测指标见表2。
表2实施例1-5各样品检测指标
根据表2所示，本发明实施例1-5提供的分子筛吸附剂对苯峰的去除率均高于95％，表明本发明制备的分子筛吸附剂可以有效去除VOCs中的苯系物。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本领域技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.用于去除VOCs中苯系物的分子筛吸附剂，其特征在于，包括以下原料：硅酸、铝酸、模板剂、硝酸铝、硝酸钠、硝酸钾和余量的水；
所述分子筛吸收剂的孔径为1-10nm，比表面积为1000-2000m2/g。
2.根据权利要求1所述的用于去除VOCs中苯系物的分子筛吸附剂，其特征在于：所述硅酸的质量百分比为5-20％。
3.根据权利要求1所述的用于去除VOCs中苯系物的分子筛吸附剂，其特征在于：所述铝酸的质量百分比为20-35％。
4.根据权利要求1所述的用于去除VOCs中苯系物的分子筛吸附剂，其特征在于：所述模板剂的质量百分比为1-5％。
5.根据权利要求1所述的用于去除VOCs中苯系物的分子筛吸附剂，其特征在于：所述硝酸铝的质量百分比为2-6％；所述硝酸钠的质量百分比为0.5-2％；所述硝酸钾的质量百分比为1-3％。
6.一种用于权利要求1中所述的用于去除VOCs中苯系物的分子筛吸附剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、制备载体：根据比例的硅酸和铝酸加入水中搅拌均匀，合成载体物，并进行干燥处理；
S2、制备合成液：将模板剂、硝酸铝、硝酸钠、硝酸钾和水按比例混合，并进行混合搅拌处理，形成合成液；
S3、筛选：将制备好的载体物粘合在滤纸上，放到合成液中进行振荡处理，使合成液中的成分沉积到载体物上，并使其形成分子筛吸附剂；
S4、后处理：将制备好的分子筛吸附剂洗涤、干燥，然后进行焙烧，脱去模板剂和未固化的物质，并形成质优量足的吸附剂。
7.根据权利要求6所述的用于去除VOCs中苯系物的分子筛吸附剂的制备方法，其特征在于：所述S1中，干燥温度为65-80℃，处理时间2-6h。
8.根据权利要求6所述的用于去除VOCs中苯系物的分子筛吸附剂的制备方法，其特征在于：所述S3中，振荡处理6-2h。
9.根据权利要求6所述的用于去除VOCs中苯系物的分子筛吸附剂的制备方法，其特征在于：所述S4中，焙烧温度为400-800℃。
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