TWI762815B

TWI762815B - 低沸點揮發性有機汙染物的吸附劑、濾材組及濾材箱以及吸附劑的製作方法

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Publication number: TWI762815B
Application number: TW108132524A
Authority: TW
Inventors: 劉寬義; 邱奕仁
Original assignee: 詠銓潔能科技有限公司
Priority date: 2019-09-10
Filing date: 2019-09-10
Publication date: 2022-05-01
Also published as: TW202110524A

Abstract

本發明提供一種吸附劑，包括一矽溶膠及一分子篩，分子篩為一具有高矽鋁比的分子篩；其中，矽溶膠混合分子篩以製作出一具有高矽鋁比、高比表面積的吸附劑，吸附劑將被用以吸附一低沸點揮發性有機汙染物的氣體。

Description

低沸點揮發性有機汙染物的吸附劑、濾材組及濾材箱以及吸附劑的製作方法

本發明有關於一種吸附劑及吸附劑的製作方法，尤指一種應用在低沸點揮發性有機汙染物上的吸附劑及吸附劑的製作方法。

在半導體製程中，常需要使用特殊的氣體或液體協助進行半導體元件的製作，然而，特殊氣體或液體的使用容易產生一些揮發性有機物(Volatile Organic Cornpounds, VOCs)氣體、酸性及鹼性的氣體。若無法提供有效的空氣淨化，這些氣體將會因內部循環而回到半導體的無塵室內，將影響到製程的良率。

為了避免揮發性有機物、酸性及鹼性的氣體散佈於無塵室中，於無塵室的氣流循環系統中常會設置濾材組，利用濾材組對於氣流循環系統中的揮發性有機物、酸性或鹼性的氣體進行過濾，以便提供乾淨的空氣。

以往濾材組常以活性碳作為主要的吸附劑，利用活性碳吸附揮發性有機物、酸性或鹼性的氣體，以便揮發性有機物、酸性或鹼性的氣體不會存在於空氣之中。

活性碳對於酸性、鹼性及具高沸點有機物之氣體(如甲苯)的吸附效果較佳、具有較大的吸附量，然而，對於低沸點有機汙染物之氣體(例如異丙醇、丙酮)的吸附效果則非常不好，其原因在於活性碳具有一非極性表面，對於具極性的低沸點有機汙染物之氣體的親和力非常低，以致不易進行吸附。此外，活性碳本身為一可燃性材料，易受水氣的侵入而影響吸附量，進而縮短了以活性碳作為主要吸附劑之濾材的使用時間。

本發明的一目的，在於提出一種低沸點揮發性有機汙染物的吸附劑，吸附劑為一矽溶膠混合分子篩的矽鋁化合物，其具有多數量中孔洞、高矽鋁比、高比表面積等等材料上的特質，以便有效吸附低沸點有機汙染物的氣體。

本發明的又一目的，在於提出一種低沸點揮發性有機汙染物的吸附劑，吸附劑以分子篩作為主要材料，分子篩為一疏水性材料，不易受到水氣的侵入，將可避免吸附劑的吸附量受到水氣的影響。

本發明的又一目的，在於提出一種低沸點揮發性有機汙染物的吸附劑的製作方法，其將矽溶膠及分子篩進行攪拌混合、烘乾、壓制成固化及鍛燒等等處理以製作出一吸附劑原物料，而後吸附劑原物料在經過壓碎及過篩等等處理，即可取得顆粒狀的吸附劑。

為達成上述目的，本發明提供一種吸附劑，包括：一矽溶膠；及一分子篩，為一具有高矽鋁比的分子篩；其中，將矽溶膠與分子篩混合一起以製作出一具有高矽鋁比、高比表面積的吸附劑，吸附劑用以吸附一低沸點揮發性有機汙染物的氣體。

本發明一實施例中，分子篩與矽溶膠的質量比為1：0.7~1。

本發明一實施例中，分子篩為一Y型分子篩或一ZSM型分子篩，Y型分子篩為一NaY分子篩、HY分子篩或USY分子篩，ZSM型分子篩為一ZSM5分子篩。

本發明一實施例中，矽溶膠為一二氧化矽及氧化鈉的組成物。

本發明一實施例中，分子篩的矽鋁比為2.8~50，而分子篩的比表面積為大於等於450m² /g。

本發明一實施例中，低沸點揮發性有機汙染物為異丙醇、二氯甲烷、二氯乙烯、三氯乙烯或丙酮。

本發明提供一種吸附劑的製作方法，步驟包括：將一分子篩及一矽溶膠以一質量比在一容器中混合攪拌；揉捻及烘乾分子篩與矽溶膠的混合物；對於揉捻及烘乾後的分子篩與矽溶膠的混合物進行擠壓、壓錠或造粒的動作以製作出一具備分子篩與矽溶膠成份的固型化形體；鍛燒固型化形體以製作出一吸附劑原物料；及壓碎吸附劑原物料以製作出多數量顆粒狀的吸附劑。

本發明一實施例中，分子篩及矽溶膠混合攪拌的過程中進一步混合有一定量的有機酸溶液。

本發明一實施例中，以80°C~100°C對於分子篩與矽溶膠的混合物進行揉捻及烘乾。

本發明一實施例中，固型化形體為一直徑3~5mm、長度3~10mm的實心圓柱體、直徑5~8mm、長度3~10mm的空心圓柱體、直徑3~8mm圓錠體或直徑3~8mm球形體。

本發明一實施例中，鍛燒固型化形體的步驟更包括：將固型化形體送入一氮氣的反應爐；以400°C~600°C對於固型化形體鍛燒3~4小時後冷卻至室溫以製作出吸附劑原物料。

本發明一實施例中，更包括一步驟：以60~20網目過篩顆粒狀的吸附劑以取得0.25~0.55mm顆粒大小的吸附劑。

請參閱第1A圖及第1B圖，分別為本發明濾材組一實施例的側邊剖面構造示意圖及本發明濾材組一實施例的俯視圖。如第1圖所示，濾材組10包括一濾材11。濾材11包括複數個濾網111、113。一框架13架設在濾材11的濾網111、113的外圍，以固定濾材11。濾網111、113係由不織布或細目鐵網所組成。在濾網111、113之間設置有多數量的吸附劑12。

吸附劑12以顆粒、圓球或圓柱形態佈設在濾網111、113之間，其粒徑大於濾網111、113的細孔。吸附劑12係由矽溶膠及分子篩混合而成的矽鋁化合物。矽溶膠為一二氧化矽(SiO₂ )及氧化鈉(Na₂ O)所組成的鹼性膠體。本發明吸附劑12以高矽鋁比(Si/Al)的分子篩作為主要材料，分子篩的矽鋁比(Si/Al)亦可為2.8~50，而比表面積≧450m² /g。在本發明中，分子篩亦可選用一Y型分子篩或一ZSM型分子篩。Y型分子篩亦可為一NaY分子篩、HY分子篩或USY分子篩。ZSM型分子篩亦可為一ZSM5分子篩。

於此，選用高矽鋁比的分子篩作為吸附劑12的主要材料，吸附劑12將可以對於低沸點具備極性的有機汙染物 (Volatile Organic Compounds，VOCs ) 之氣體，如異丙醇、二氯甲烷、二氯乙烯、三氯乙烯或丙酮氣體，有較佳的吸附效果。再者，本發明分子篩為一疏水性材料，不易受到水氣的侵入，則，避免吸附劑12的吸附量受到水氣的影響，以延長濾材組10的使用時間。

請參閱第2圖，為本發明濾材組又一實施例的側邊剖面構造示意圖。上述實施例的濾材組10的濾材11係製作成一長條態樣，本實施例濾材組20的濾材11也能製作成一波浪狀的型態。如第2圖所示，濾材組20包括一濾材21。濾材21包括複數個波浪狀的濾網211、213。一框架23架設在濾網211、213的外圍，以固定濾材21。再者，在濾網211、213之間設置有多數量的吸附劑22。吸附劑22將以顆粒形態存在於濾網211、213之間。

請參閱第3圖，為本發明濾材組又一實施例的側邊剖面構造示意圖。如第3圖所示，本實施例濾材組30製作成一梯形態樣，梯形濾材組30的兩邊腰部分別設置有一組濾材31。每一濾材31包括複數個濾網311、313。濾網311、313之間設置有多數量的吸附劑32。吸附劑32將以顆粒、圓球或圓柱形態存在於濾網311、313之間。複數個框架331、333分別架設在梯形濾材組30的上底及下底，以固定濾材31。濾材組30的兩濾材31之間存在有一開口315，開口315將作為一進風口。例如：開口315設置在梯形濾材組30的上底或下底處。再者，在本實施例中，係提供有多組濾材組30，每一濾材組30的濾材31將透過對應的框架331或對應的框架333連接一起或者每一濾材組30的濾材31與另一濾材組30的濾材31將透過對應的框架331或對應的框架333連接一起，例如：每一濾材組30的兩邊腰部上的濾材31透過框架331連接，每一濾材組30的一邊腰部上的濾材31與另一濾材組30的一邊腰部上的濾材31透過框架333連接。

請參閱第4A圖、第4B圖、第4C圖及第4D圖，分別為本發明濾材箱一實施例的結構分解立體圖、本發明濾材箱一實施例的第一視角立體圖、本發明濾材箱一實施例的第二視角立體圖及本發明濾材箱一實施例的截面構造示意圖。如第4A圖、第4B圖、第4C圖及第4D圖所示，本發明濾材箱400包括一方形的箱體41，其包括有複數個側板411、412，例如兩相互對應的第一側板411及兩相互對應的第二側板412，以及一底板413。側板411、412設置於底板413周圍。兩第一側板411、兩第二側板412及底板413之間形成有一容置空間，容置空間的上端為一頂部開口410，而下端為底板413。底板413之上包括有至少一進風口415。

兩第一側板411的上端處分別延伸有至少一組成對的固定凸板47。每一固定凸板47的兩側邊緣成形有一對限位凸條471，一第一定位塊43設置在該對限位凸條471之間，如上窄下寬的梯形定位塊。每一固定凸板47經由該對限位凸條471及第一定位塊43以在第一側板411的內側面上間隔出兩條定位通道472。當濾材組10/20欲組裝至濾材箱400時，每一濾材組10/20經由頂部開口410進入箱體41且順著第一側板411上對應的定位通道472往下滑動至底板 413，則，每一濾材組10/20的兩端將被兩第一側板411上的定位通道472所定位。於是，每一組成對的固定凸板47將可以裝配有兩個濾材組10/20。本發明又一實施例中，第一側板411的內面設有至少一第二定位塊45，如上寬下窄的梯形定位塊，固定凸板47與相鄰的固定凸板47透過第二定位塊45以隔開各自裝配的濾材組10/20。於此，經由固定凸板47的限位凸條471、第一定位塊43、定位通道472以及第二定位塊45的結構設計，將可以把各個濾材組10/20定位裝配在濾材箱400之中。此外，在本實施例中，該些配置在濾材箱400中的濾材組10/20係排列成Λ形、近似Ｎ形或近似Ｍ形的外觀態樣。

本發明濾材箱400尚包括有至少一蓋板49，蓋板49的兩端分別設有一扣件491，每一成對的固定凸板47的外側面上分別設有一嵌固件473。當全部濾材組10/20皆裝配至濾材箱400後，每一蓋板49分別蓋合在對應的濾材組10/20之上且經由扣件491與對應的嵌固件473扣合，以使蓋板49能夠穩固地設置在濾材組10/20之上，進而完成濾材箱400的構件組裝。

進一步地，本發明濾材箱400尚包括有至少一上蓋壓板493。當蓋板49蓋合在成對的固定凸板47之前，先將上蓋壓板493設在裝配在成對的固定凸板47間的濾材組10/20之上，而後蓋板49再進行蓋合及扣合的動作。於此，經由上蓋壓板493的增設，將可以填塞蓋板49與濾材組10/20的空隙，以降低濾材箱400中的濾材組10/20上下晃動的機會。

本實施例濾材箱400亦可應用在一空氣循環系統中，且裝設在一風車旁。濾材箱400的進風口415可以面向風車設置，風車所吹出的氣體經由進風口415進入濾材箱400內部，則，經過各濾材組10/20過濾後，再從頂部吹出，則，從頂部吹出的氣體將是一已過濾的清淨氣體。

請參閱第5A圖、第5B圖、第5C圖及第5D圖，分別為本發明濾材箱又一實施例的開箱立體圖、本發明濾材箱又一實施例的開箱前視圖、本發明濾材箱又一實施例的開箱側視圖及本發明濾材箱又一實施例的封箱側視圖。如第5A圖、第5B圖、第5C圖及第5D圖所示，本實施例濾材箱500包括一方形的箱體51，箱體51的內部有一容置空間，容置空間的上端為一頂部開口。箱體51的一側設有一第一銜接部52，而另一側設有一第二銜接部53。第一銜接部52的一側連接箱體51，而另一側有一進風口521，進風口521將與箱體51內部容置空間相連通。第二銜接部53的一側連接箱體51，而另一側有一出風口531，出風口531將與箱體51內部容置空間相連通。本發明一實施例中，第一銜接部52與第二銜接部53亦可分別製作成一錐形銜接部或製作成與進風口521或出風口531之口徑相近的管形銜接部。

濾材組10/20經由箱體51的頂部開口而進入箱體51的容置空間且配裝在箱體51的容置空間之中。當全部濾材組10/20皆裝配至濾材箱500的箱體51後，一蓋板54蓋合在箱體51的頂部開口上且進行扣合(如利用第4A圖的扣件491與嵌固件473相互扣合)，即可完成濾材箱500的濾材組10/20的組裝。

本發明一實施例中，該些設置在箱體51中的濾材組10/20係平形排列在箱體51的容置空間中。另，本發明又一實施例中，在箱體51內部的兩對應側板的內面上亦可設置有係由第4A圖所示的限位凸條471及/或第一定位塊43所間隔出的定位通道472，則，濾材組10/20亦可經由定位通道472而定位在濾材箱500的箱體51之中。濾材組10/20經由定位通道472的定位亦可在箱體51的內部平行排列或排列成Λ形、近似Ｎ形或近似Ｍ形的外觀態樣。或者，本發明又一實施例中，濾材箱500的箱體51除可以配置第1圖或第2圖長條形態的濾材組10/20外，也能配置有第3圖梯形態樣的濾材組30。

濾材箱500具體應用時，亦可將第一銜接部52的進風口521組配在一工廠煙囪的一對外排氣口之前，則，工廠煙囪向外排出已過濾處理的有毒氣體之前，再利用本發明濾材箱500經過一道安全性的氣體過濾防護，致使以避免工廠煙囪向外排出有毒的低沸點揮發性有機汙染物而危害到外界空氣。

請參閱第6圖，為本發明吸附劑之製作流程圖。如第6圖所示，首先，執行一吸附劑原物料的製作程序S61。在吸附劑原物料的製作程序S61中，如步驟S611，分子篩與矽溶膠以1：0.7~1的質量比在一容器中進行攪拌，以使矽溶膠及分子篩混合一起。步驟S613，矽溶膠及分子篩混合一起後，以80°C~100°C對於分子篩與矽溶膠的混合物揉捻及烘乾兩至三個小時。步驟S615，分子篩與矽溶膠的混合物在揉捻及烘乾後，利用一壓制機、一壓錠機或一圓球造粒機對於分子篩與矽溶膠的混合物執行擠壓、壓錠或造粒的動作以製作出一具備分子篩與矽溶膠成份的固型化形體，例如：固型化形體亦可為一直徑3~5mm、長度3~10mm的實心圓柱體、一直徑5~8mm、長度3~10mm的空心圓柱體、一直徑3~8mm圓錠體或一直徑3~8mm球形體。步驟S617，將分子篩與矽溶膠成份的固型化形體送入一氮氣的反應爐中，並以400°C~600°C進行鍛燒，在鍛燒3~4小時候，將鍛燒後的分子篩與矽溶膠成份的固型化形體冷卻至室溫，則，冷卻後的分子篩與矽溶膠成份的固型化形體即可成為一吸附劑原物料。

在完成吸附劑原物料的製作程序S61後，接著，執行一吸附劑的粉粒製作程序S63。在吸附劑的粉粒製作程序S63中，步驟S631，吸附劑原物料送至一造粒機(如壓錠機、滾輪機、切割機)進行壓碎的動作，以使吸附劑原物料被壓碎成多數量微小顆粒狀的吸附劑12/22/32。再者，本發明吸附劑的粉粒製作程序S63中進一步對於顆粒狀的吸附劑12/22/32進行過篩的步驟S633，以便取得適當尺寸大小的吸附劑12/22/32，例如：以60~20網目過篩顆粒狀的吸附劑12/22/32，將過大或過小的吸附劑12篩除，以便取得0.25~0.55mm顆粒大小的吸附劑12/22/32。在完成吸附劑的粉粒製作程序S63後，以熱壓或塗黏方式將多數量的適當尺寸大小的吸附劑12/22/32佈設在濾網11的第一層111及第二層113之中，以令吸附劑12/22/32成為濾材組10/20/30的濾材。

再度回到吸附劑原物料的製作程序S61中的步驟S611，為了避免矽溶膠及分子篩過於乾燥，不易攪拌，於矽溶膠及分子篩的攪拌過程中進一步加入一定量的有機酸溶液，例如：醋酸溶液，以使矽溶膠及分子篩能夠充分攪拌混合。再者，有機酸溶液為一無毒且遇熱蒸發的溶液，於步驟S613的烘乾過程或步驟S617的鍛燒過程的高溫環境下，有機酸溶液將可從分子篩與矽溶膠的混合物之中被蒸發出去，避免殘留在分子篩與矽溶膠的混合物之中。

請參閱第7圖，為習用濾材組以活性碳作為吸附劑及本發明濾材組以分子篩作為吸附劑對於低沸點揮發性有機汙染物之吸附容量之量測統計圖。本發明以進流濃度200ppm之低沸點VOCs(如丙酮)之氣體對於習用活性碳吸附劑以及本發明ZSM5-40、USY-50、USY-40、NaY-40、HY-50或 HY-40分子篩吸附劑進行吸附容量的量測。

其中，AC符號代表習用以活性碳作為主要材料的吸附劑，ZSM5-40符號代表本發明吸附劑採用ZSM5分子篩且分子篩與矽溶膠的質量比為1：0.8，USY-50符號代表本發明吸附劑採用USY分子篩且分子篩與矽溶膠的質量比為1：1，USY-40符號代表本發明吸附劑採用USY分子篩且分子篩與矽溶膠的質量比為1：0.8，NaY-40符號代表本發明吸附劑採用NaY分子篩且分子篩與矽溶膠的質量比為1：0.8，HY-50符號代表本發明吸附劑採用HY分子篩且分子篩與矽溶膠的質量比為1：1，HY-40符號代表本發明吸附劑採用HY分子篩且分子篩與矽溶膠的質量比為1：0.8。

如第7圖所示，對於習用活性碳吸附劑以及本發明ZSM5-40、USY-50、USY-40、NaY-40、HY-50或 HY-40分子篩吸附劑進行丙酮吸附容量的量測，亦可量測出習用以活性碳吸附劑其每一克可以吸附30.65mg的丙酮，本發明ZSM5-40分子篩吸附劑其每一克可以吸附43.01mg的丙酮，本發明USY-50分子篩吸附劑其每一克可以吸附52.42mg的丙酮，本發明NaY-40分子篩吸附劑其每一克可以吸附59.64mg的丙酮，本發明USY-40分子篩吸附劑其每一克可以吸附64.23mg的丙酮，本發明HY-50分子篩吸附劑其每一克可以吸附92.58mg的丙酮，而本發明HY-40分子篩吸附劑其每一克可以吸附101.85mg的丙酮。

經由吸附容量的量測結果，亦可得知本發明ZSM5-40、USY-50、USY-40、NaY-40、HY-50、HY-40等等類型的分子篩吸附劑，其每一克的吸附丙酮的容量都遠遠勝過以活性碳作為主要材料的吸附劑，且HY-40類型的吸附劑吸附丙酮高達有101.85mg，為活性碳之吸附劑的三倍吸附量。

進一步地，參閱第8圖、第9圖、第10圖、第11圖、第12圖、第13圖及第14圖，分別為習用活性碳吸附劑進行低沸點揮發性有機汙染物之吸附貫穿的量測之曲線圖與本發明ZSM5-40、USY-50、USY-40、NaY-40、HY-50、HY-40分子篩吸附劑進行低沸點揮發性有機汙染物之吸附貫穿的量測之曲線圖。同樣地，以進流濃度200ppm之低沸點VOCs(如丙酮)之氣體對於習用活性碳吸附劑及本發明ZSM5-40、USY-50、USY-40、NaY-40、HY-50、HY-40分子篩吸附劑進行吸附貫穿的量測。在對於低沸點揮發性有機汙染物之吸附貫穿的量測過程中，取一定的單位量的活性碳、ZSM5-40、USY-50、USY-40、NaY-40、HY-50或HY-40分子篩放置在個別的量測用的管體中，於量測管體的進氣口注入進流濃度200ppm之低沸點VOCs(如丙酮)之氣體，並在量測管體的出氣口進行低沸點VOCs氣體之吸附貫穿的量測。如第8圖所示，對於習用活性碳吸附劑進行丙酮的吸附貫穿的量測，經過13分鐘過後，在裝設有活性炭(AC)吸附劑之量測管體的出氣口處開始量測到丙酮，而在40分鐘過後，量測管體中的活性炭(AC)吸附劑對於丙酮近乎無吸附的效果，例如：丙酮的目前濃度(C)/初始濃度(Co)接近於1，量測管體進氣口與出氣口所量到的丙酮的濃度是接近的，活性碳已吸附飽和、無法再吸附丙酮。如第9圖所示，對於本發明ZSM5-40分子篩進行丙酮的吸附貫穿的量測，經過17分鐘過後，裝設有ZSM5-40分子篩吸附劑之量測管體的出氣口開始量測到丙酮，而在50分鐘過後，量測管體中的ZSM5-40分子篩吸附劑對於丙酮近乎無吸附的效果。如第10圖所示，對於本發明USY-50分子篩吸附劑進行丙酮的吸附貫穿的量測，經過65分鐘過後，在裝設有USY-50分子篩吸附劑之量測管體的出氣口開始量測到丙酮，而在108分鐘過後，量測管體中的USY-50分子篩吸附劑對於丙酮近乎無吸附的效果。如第11圖所示，對於本發明USY-40分子篩吸附劑進行丙酮的吸附貫穿的量測，經過74分鐘過後，在裝設有USY-40分子篩吸附劑之量測管體的出氣口開始量測到丙酮，而在150分鐘過後，量測管體中的USY-40分子篩吸附劑對於丙酮近乎無吸附的效果。如第12圖所示，對於本發明NaY-40分子篩吸附劑進行丙酮的吸附貫穿的量測，經過67分鐘過後，在裝設有NaY-40分子篩吸附劑之量測管體的出氣口開始量測到丙酮，而在129分鐘過後，量測管體中的NaY-40分子篩吸附劑對於丙酮近乎無吸附的效果。如第13圖所示，對於本發明HY-50分子篩吸附劑進行丙酮的吸附貫穿的量測，經過33分鐘過後，在裝設有HY-50分子篩吸附劑之量測管體的出氣口開始量測到丙酮，而在285分鐘過後，量測管體中的HY-50分子篩吸附劑對於丙酮近乎無吸附的效果。如第14圖所示，對於本發明HY-40分子篩吸附劑進行丙酮的吸附貫穿的量測，經過43分鐘過後，在裝設有HY-40分子篩吸附劑之量測管體的出氣口開始量測到丙酮，而在330分鐘過後，在量測管體中的HY-40分子篩吸附劑對於丙酮近乎無吸附的效果。

經由上述吸附貫穿的量測結果，亦可得知本發明ZSM5-40、USY-50、USY-40、NaY-40、HY-50、HY-40分子篩吸附劑，其丙酮吸附貫穿的時間都晚於活性碳吸附劑，例如：習用活性碳吸附劑在第13分鐘開始就已經被丙酮所貫穿，而本發明ZSM5-40、USY-50、USY-40、NaY-40、HY-50、HY-40分子篩吸附劑分別在第17分鐘、第65分鐘、第74分鐘、第67分鐘、第33分鐘及第43分鐘過後才被丙酮所貫穿。再者，本發明ZSM5-40、USY-50、USY-40、NaY-40、HY-50、HY-40分子篩吸附劑，其吸附飽和的時間遠遠晚於習用活性碳吸附劑，例如活性碳在第40分鐘差不多已吸附飽和，而本發明ZSM5-40、USY-50、USY-40、NaY-40、HY-50、HY-40分子篩吸附劑分別在第50分鐘、第108分鐘、第150分鐘、第129分鐘、第285分鐘及第330分鐘過後才會吸附飽和。於此，ZSM5-40、USY-50、USY-40、NaY-40、HY-50、HY-40分子篩吸附劑吸附丙酮的效果優於以往活性碳吸附劑，且吸附丙酮的作用時間遠甚於以往活性碳吸附劑。

本發明採用丙酮氣體對於活性碳之濾材組及ZSM5-40、USY-50、USY-40、NaY-40、HY-50、HY-40分子篩吸附劑進行吸附容量及吸附貫穿的量測僅是一具體的量測範例，實際上，選用其他低沸點VOCs氣體，如異丙醇、二氯甲烷、二氯乙烯或三氯乙烯之氣體，進行吸附容量及吸附貫穿的量測，其結果也呈現出本發明ZSM5-40、USY-50、USY-40、NaY-40、HY-50、HY-40分子篩吸附劑相較於以往活性碳吸附劑一樣具備有較好的吸附效果及較長的吸附作用時間，在此，就不再一一陳述。此外，本發明濾材組除選用USY或HY分子篩作為濾材吸附劑的主要材料，其他高矽鋁比的分子篩，也可以被本發明濾材組採用為濾材吸附劑的主要材料。

綜合上述，本發明以Y型或ZSM型等等高矽鋁比的分子篩作為吸附劑的主要材料，其製作出的吸附劑將具備有多數量中孔洞、高矽鋁比、高比表面積等等的特質，則，本發明分子篩吸附劑對於低沸點VOCs氣體的吸附功效及吸附作用時間都遠優於活性碳吸附劑，在此，本發明分子篩吸附劑確實可以取代以往活性碳吸附劑作為低沸點VOCs氣體的吸附及過濾。

以上所述者，僅為本發明之一較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，即凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。

10:濾材組 11:濾材 111:濾網 113:濾網 12:吸附劑 13:框架 20:濾材組 21:濾材 211:濾網 213:濾網 22:吸附劑 23:框架 30:濾材組 31:濾材 311:濾網 313:濾網 315:開口 32:吸附劑 331:框架 333:框架 400:濾材箱 41:箱體 411:第一側板 412:第二側板 413:底板 415:進風口 43:第一定位塊 45:第二定位塊 47:固定凸板 471:限位凸條 472:定位通道 473:嵌固件 49:蓋板 491:扣件 493:上蓋壓板 500:濾材箱 51:箱體 52:第一銜接部 521:進風口 53:第二銜接部 531:出風口 54:蓋板

第1A圖：本發明濾材組一實施例的側邊剖面構造示意圖。

第1B圖：本發明濾材組一實施例的俯視圖。

第2圖：本發明濾材組又一實施例的側邊剖面構造示意圖。

第3圖：本發明濾材組又一實施例的側邊剖面構造示意圖。

第4A圖：本發明濾材箱一實施例的結構分解立體圖。

第4B圖：本發明濾材箱一實施例的第一視角立體圖。

第4C圖：本發明濾材箱一實施例的第二視角立體圖。

第4D圖：本發明濾材箱一實施例的截面構造示意圖。

第5A圖：本發明濾材箱又一實施例的開箱立體圖。

第5B圖：本發明濾材箱又一實施例的開箱前視圖。

第5C圖：本發明濾材箱又一實施例的開箱側視圖。

第5D圖：本發明濾材箱又一實施例的封箱側視圖。

第6圖：本發明吸附劑之製作流程圖。

第7圖：習用活性碳吸附劑以及本發明每一種分子篩吸附劑進行丙酮吸附容量的量測。

第8圖：習用活性碳吸附劑進行低沸點揮發性有機汙染物之吸附貫穿的量測之曲線圖。

第9圖：本發明ZSM5-40分子篩吸附劑進行低沸點揮發性有機汙染物之吸附貫穿的量測之曲線圖。

第10圖：本發明USY-50分子篩吸附劑進行低沸點揮發性有機汙染物之吸附貫穿的量測之曲線圖。

第11圖：本發明USY-40分子篩吸附劑進行低沸點揮發性有機汙染物之吸附貫穿量測之曲線圖。

第12圖：本發明NaY-40分子篩吸附劑進行低沸點揮發性有機汙染物之吸附貫穿量測之曲線圖。

第13圖：本發明HY-50分子篩吸附劑進行低沸點揮發性有機汙染物之吸附貫穿量測之曲線圖。

第14圖：本發明HY-40分子篩吸附劑進行低沸點揮發性有機汙染物之吸附貫穿量測之曲線圖。

10:濾材組

11:濾材

111:濾網

113:濾網

12:吸附劑

13:框架

Claims

一種無基材吸附劑，包括：一矽溶膠；及一分子篩，為一具有高矽鋁比的分子篩；其中，以一無水加工方式直接將該分子篩與該矽溶膠以1：0.7~1的質量比直接混合攪拌一起，且該分子篩與該矽溶膠的混合物經由一揉捻及烘乾過程、一擠壓、壓錠或造粒過程、一鍛燒過程及一壓碎過程等等多道程序後以製作出多數量具有高矽鋁比、高比表面積的顆粒狀之吸附劑，該吸附劑用以吸附一低沸點揮發性有機汙染物的氣體。
如請求項1所述的吸附劑，其中該分子篩為一Y型分子篩或一ZSM型分子篩，該Y型分子篩為一NaY分子篩、HY分子篩或USY分子篩，該ZSM型分子篩為一ZSM5分子篩。
如請求項1所述的吸附劑，其中該矽溶膠為一二氧化矽及氧化鈉的組成物。
如請求項1所述的吸附劑，其中該分子篩的矽鋁比為2.8~50，而該分子篩的比表面積為大於等於450m²/g。
如請求項1所述的吸附劑，其中該低沸點揮發性有機汙染物為異丙醇、二氯甲烷、二氯乙烯、三氯乙烯或丙酮。
一種無基材吸附劑的製作方法，步驟包括：以一無水加工方式直接將一具有高矽鋁比的分子篩及一矽溶膠以一1：0.7~1的質量比在一容器中直接混合攪拌；揉捻及烘乾該分子篩與該矽溶膠的混合物；對於該揉捻及烘乾後的分子篩與矽溶膠的混合物進行擠壓、壓錠或造粒的動作以製作出一具備該分子篩與該矽溶膠成份的固型化形體；鍛燒該固型化形體以製作出一吸附劑原物料；及壓碎該吸附劑原物料以製作出多數量顆粒狀的吸附劑。
如請求項6所述的製作方法，其中該分子篩為一Y型分子篩或一ZSM型分子篩，該Y型分子篩為一NaY分子篩、HY分子篩或USY分子篩，該ZSM型分子篩為一ZSM5分子篩。
如請求項6所述的製作方法，其中該矽溶膠為一二氧化矽及氧化鈉的組成物。
如請求項6所述的製作方法，其中該分子篩的矽鋁比為2.8~50，而該分子篩的比表面積為大於等於450m²/g。
如請求項6所述的製作方法，其中該分子篩及該矽溶膠混合攪拌的過程中進一步混合有一定量的有機酸溶液。
如請求項6所述的製作方法，其中該低沸點揮發性有機汙染物為異丙醇、二氯甲烷、二氯乙烯、三氯乙烯或丙酮。
如請求項6所述的製作方法，以80℃~100℃對於該分子篩與該矽溶膠的混合物進行揉捻及烘乾。
如請求項6所述的製作方法，其中該固型化形體為一直徑3~5mm、長度3~10mm的實心圓柱體、直徑5~8mm、長度3~10mm的空心圓柱體、直徑3~8mm圓錠體或直徑3~8mm球形體。
如請求項6所述的製作方法，其中該鍛燒該固型化形體的步驟更包括：將該固型化形體送入一氮氣的反應爐；以400℃~600℃對於該固型化形體鍛燒3~4小時後冷卻至室溫以製作出該吸附劑原物料。
如請求項6所述的製作方法，更包括一步驟：以60~20網目過篩該顆粒狀的吸附劑以取得0.25~0.55mm顆粒大小的吸附劑。
一種應用如請求項1所述的吸附劑作為濾材的濾材組，其製作成一長方形外觀態樣的構造，該濾材組包括：一濾材，包括複數個濾網，其中該吸附劑以顆粒、圓球或圓柱形態佈設在該濾網之間，該濾材具有一長條形或一波浪形的外觀；及一框架，架設在該濾材的該濾網的外圍，用以固定該濾材。
一種應用如請求項1所述的吸附劑作為濾材的濾材組，其製作成一梯形外觀態樣的構造，該濾材組包括：至少一對濾材，分別設置在該梯形濾材組的兩邊腰部上，每一該濾材包括有複數個濾網，該吸附劑以顆粒、圓球或圓柱形態佈設在該濾網之間，其中一個該濾材與另一個該濾材之間存在有一做為進風口的開口，該開口形成該梯形濾材組的上底或下底之處；及複數個框架，架設在該梯形濾材組的上底及下底以固定該對濾材。
一種用以承載如請求項16所述的濾材組的濾材箱，包括：一箱體，包括：兩相互對應的第一側板，該兩第一側板的上端處延伸有至少一組成對的固定凸板，每一該固定凸板的兩側邊緣成形有一對限位凸條，一第一定位塊設置在該對限位凸條之間，該對限位凸條與該第一定位塊分別在該對應的第一側板的內側面上間隔出兩條定位通道；兩相互對應的第二側板；及一底板，設有至少一進風口，其中該兩第一側板及該兩第二側板圍繞在該底板的周圍而形成有一容置空間，該容置空間的上端為一頂部開口而下端為該底板，其中，當該濾材組設置在該箱體的該容置空間時，該濾材組的兩端將被該兩第一側板上的該定位通道所定位；及至少一蓋板，該蓋板的兩端分別設有一扣件，其中該成對的固定凸板的外側面上分別設有一嵌固件，該蓋板蓋合在該濾材組之上且經由該扣件與該對應的嵌固件進行扣合。
如請求項18所述的濾材箱，其中該些設置在該濾材箱中的濾材組排列成Λ形、近似N形或近似M形的外觀態樣。
一種用以承載如請求項16或17所述的濾材組的濾材箱，包括：一方形的箱體，存在有一容置空間，該容置空間的上端有一頂部開口，複數個該濾材組配置在該容置空間中；一第一銜接部，其一側連接該箱體，另一側設有一進風口，該進風口與該箱體的該容置空間連通；一第二銜接部，其一側連接該箱體，另一側設有一出風口，該出風口與該箱體的該容置空間連通；及一蓋體，蓋合在該箱體的該頂部開口上。
如請求項20所述的濾材箱，其中該箱體的側板內面上設置有複數個係由限位凸條或定位塊所間隔出的定位通道，該濾材組經由該定位通道以定位在該箱體的該容置空間中。