[发明专利]一种金属有机框架/分子筛复合吸附材料

说明书

技术领域

本发明属于吸附材料领域，涉及一种金属有机框架/分子筛复合吸附材料，能够用于实现对分子尺寸范围更宽的工业废弃的吸附。

背景技术

分子筛是一类较早研发生产的无机多孔材料，是由硅氧四面体或铝氧四面体通过氧桥键相连而形成，具有规则的孔道结构，是石油加工、石油化工、精细化工中的重要催化剂和吸附剂。工业废气成分复杂，通常为多种无机小分子气体(例如氯气、氮氧化物、硫氧化物等)或者挥发性有机物(例如甲醛、丙酮、苯的同系物等)的混合物，其分子动力学直径从至不等，因此单一的分子筛往往受到孔径较小的制约从而不能实现对工业废气的完全吸附。现有的工业场所(如喷漆车间、印染车间等)产生的废气，其成分较为复杂，每种成分的分子量也不同，单纯采用分子筛对这些废气进行吸附的方式均是不可取的。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种金属有机框架/分子筛复合吸附材料。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种金属有机框架/分子筛复合吸附材料，它包括以下质量百分含量的组分：

金属有机框架材料20～90％；

分子筛10～80％；

所述金属有机框架材料的比表面积为1840～3662m²/g，所述分子筛的比表面积为425～770m²/g。

优化地，所述金属有机框架材料为选自MOF-5、HKUST-1、ZIF-8和MIL-53(Al)中的一种或几种组成的混合物。

优化地，所述分子筛为FAU、LTA、MFI、MOR和BEA中的一种或几种组成的混合物。

优化地，所述金属有机框架材料的质量百分含量为30～40％，所述分子筛的质量百分含量为60～70％。

优化地，它通过粘结剂附着在载体上。

优化地，所述载体为蜂窝结构。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明金属有机框架/分子筛复合吸附材料，通过将特定的金属有机框架材料和分子筛按比例混合，能够对工业废气中尺寸范围更宽的分子进行吸附，可吸附物的对象得以有效拓宽；并且能够达到对工业废气等可吸附混合物的精准吸附和无害化处理，降低吸附剂的使用成本，后续可以通过热风等热介质进行脱附时，在不同时间段逐级控制温度升高，可以实现通过沸点的不同将可吸附物进行分离，分离过后的可吸附物的后处理会更为简单，处理成本也较低。

具体实施方式

下面将对本发明优选实施方案进行详细说明。

表1实施例1-实施例9以及对比例1-4中吸附材料的配比

将实施例1-实施例9以及对比例1-4中吸附材料分别用于某喷漆车间内空气的吸附，该喷漆车间内废气成分是20％的氮氧化物、30％的甲醛丙酮等小分子有机物，50％的苯、甲苯、二甲苯、三甲苯等同系物。当金属有机框架材料和分子筛的质量比例分别为20％、80％时(实施例1-4)，对应材料的比表面积越大(实施例1)吸附性能最好。当金属有机框架材料和分子筛的组分相同而质量比例不同时(实施例1、实施例5-8)时，实施例5的效果最好；但金属有机框架材料的价格昂贵，考虑到成本和吸附效果优选使用实施例8的，实施例9的吸附效果与实施例8的基本一致。对比例2和对比例3中的材料对该喷漆车间内的废气吸附效果优异，但是价格太过昂贵，不适于工业应用；而对比例1和对比例4中的材料对该喷漆车间内的废气吸附效果较差。吸附材料在到达吸附饱和状态后，取出吸附材料置于热介质中，通过逐级控制热介质的温度以达到将不同沸点的吸附物按照分离时间不同进行有效分离，可用于测量吸附效果。热介质随着时间的推进，温度逐级升高，温度每升高一级，对应的一个沸点范围区间内的被吸附物的脱附，在每个温度区间进行有针对性的收集，并采用不同的容器进行盛装，可以有效的将废气中复杂的成分分离成按照沸点区分的物质，再加以合理利用。金属有机框架材料的分子结构由作为结点的若干个金属离子和作为连接桥的若干个有机配位体构成，通过控制金属离子和有机配位体的种类，进而控制分子三维孔结构的孔径的大小；通过合成控制孔径尺寸，使金属有机框架材料对应的可吸附物分子尺寸范围下限大于等于分子筛对应的可吸附物分子尺寸范围上限；这样通过将金属有机框架材料和分子筛混合使用，可以针对可吸附物中分子尺寸范围更宽的范围内的分子进行吸附，可吸附物的对象得以有效拓宽。分子筛材料由硅氧四面体或铝氧四面体通过氧桥键相连形成，具有规则而均匀的孔道结构。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。