[发明专利]一种用于吸附苯乙烯废气的粘土基复合吸附材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于吸附苯乙烯废气的新型粘土复合吸附材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：(1)将粘土加入到酸性溶液中，室温下搅拌，得到溶液A；(2)在溶液A中加入表面活性剂，室温下搅拌，得到溶液B；(3)在溶液B中再加入硅源、铝源搅拌；(4)将步骤(3)中得到的产物过滤洗涤至中性，干燥，然后粉碎成颗粒；(5)取过渡金属硝酸盐溶于去离子水中，溶解配成盐溶液，滴加在上诉颗粒上，搅拌，干燥，然后焙烧。根据本发明的方法制备的粘土基复合吸附材料无毒、无腐蚀、环保且制备成本低，且对苯乙烯具有高吸附性能，所述制备方法工艺简单，便于操作生产。

技术领域

本发明属于废气治理技术领域，尤其涉及一种用于吸附苯乙烯废气的新型粘土基复合吸附材料及其制备方法。

背景技术

苯乙烯是重要的有机化工生产原料及基础产品，其在合成塑料、涂料、颜料、橡胶、乳胶、农药、纺织、离子交换树脂等领域具有广泛的应用。同时也是一种典型的挥发性有机污染物(VOCs)，在涉及苯乙烯的生产与合成过程中，排放量巨大。苯乙烯对人体健康及生物有严重危害。对人体健康的危害可分为急性作用和慢性作用。急性作用是指短期内的中毒症状，长期接触会导致头晕、乏力、食欲减退、血小板减小，甚至会引发淋巴瘤、造血系统瘤、非瘤疾病以及具有潜伏性的中枢神经系统疾病。目前苯乙烯仍是我国恶臭污染控制的八大受控物之一。

目前去除苯乙烯的主要技术有：燃烧法、冷凝法、吸收法、吸附法、催化法、生物降解以及低温等离子体技术等，而吸附法因其具有去除率高、净化彻底、能耗低、易于推广实用等优点，而被广泛使用，而活性炭作为被广泛使用的吸附剂存在价格高、热稳定性差等不足。粘土因价格低廉、储量丰富、吸附量大、环境友好等优点，逐渐受到广泛关注和研究。粘土具有比表面积大等特性，且层间结构可控、可以改变表面官能团。通过对粘土进行适当的改性，可显著提高吸附性能，使其在空气净化领域中具有很好的应用前景。对于粘土改性，如中国发明专利(申请号：201710159209.6.)公开了一种有机-无机改性的碳/蒙脱土复合吸附材料的制备方法，通过对蒙脱土柱撑，提高其层间距，再通过水热反应引入碳，从而提高其对甲苯的吸附性能，通过该方法合成的材料，其吸附性能提高有限，且实验步骤较为繁琐。而对于苯乙烯吸附，如任爱玲等(改性污泥活性炭对苯乙烯的吸附[J].环境化学,2013,32(5):833-838.)通过以污泥为原料，采用过量浸渍法对污泥改性处理，其得到的样品，但对苯乙烯的吸附量较低，静态吸附量仅能达到211.4mg/g。

因此，目前仍然需要开发一种更为有效地吸附苯乙烯废气的吸附材料。

发明内容

根据本发明的一个方面，本发明的一个目的是提供一种用于吸附苯乙烯废气的新型粘土复合吸附材料的制备方法，以制备出廉价、无毒、易降解且对苯乙烯具有高吸附性能的复合材料。所述方法包括如下步骤：

(1)将粘土加入到酸性溶液中，室温下搅拌0.5-1h，得到溶液A，其中酸性溶液用量为20-80ml/g粘土；

(2)在溶液A中加入表面活性剂，室温下搅拌0.5-1h，得到溶液B，其中表面活性剂的添加量为0.00025-0.001mol/g粘土；

(3)在溶液B中再加入硅源、铝源，搅拌15-20h，其中，铝源的添加量为0.03-0.2g/g粘土；硅源添加量为0.015-0.03mol/g；

(4)将步骤(3)中得到的产物过滤洗涤至中性，100℃干燥12h，然后粉碎成40-80目颗粒；

(5)取过渡金属硝酸盐溶于去离子水中，溶解配成质量分数为3％的盐溶液，滴加在上诉颗粒上，搅拌10min，其中过渡金属硝酸盐的添加量为0.05-0.1g/g粘土。静置4h后，105℃干燥10h，然后在马弗炉中焙烧。

优选地，步骤1)中所述的酸性溶液为1-2mol/l的盐酸溶液或硫酸溶液，酸性溶液用量优选为30-60ml/g粘土；