[发明专利]一种高性能复合吸附材料及其制备方法和应用

说明书

一种高性能复合吸附材料及其制备方法和应用，该复合材料由粉末状沸石、粉末状活性炭、木浆纤维、特种纤维、非水溶性阻燃剂及胶黏剂制成。本发明制备的复合吸附材料中添加了特种纤维、活性炭、沸石和非水溶性阻燃剂多种组分，具有阻燃性高、疏水性好、热稳定性好、化学稳定性好、孔隙结构发达、比表面积大、机械强度高、不易粉化、气体通道可调控、应用范围广等特性，特别适用于各类VOCs废气的吸附净化处理。本发明原料来源广泛，工艺过程简单，可自由地加工成不同形态的纤维制品(毡、带、布等)，在固定床吸附和转轮吸附应用中具有吸附能力强、可原位再生和循环使用、吸/脱附速率快、压降小等优点。

技术领域

本发明属于功能材料技术领域，具体涉及一种高性能复合吸附材料及其制备方法和应用。

背景技术

VOCs(挥发性有机物)一般指常压状态下沸点在50-260℃之间，室温下饱和蒸汽压超过134Pa，且具有很强挥发性的有机化合物。VOCs的废气治理技术包括回收法和消除法两大类，其中吸附法是中低浓度VOCs治理主流单元技术。

常用的吸附剂是蜂窝状活性炭和蜂窝状沸石。活性炭孔穴丰富，比表面积大，具有较好的广谱适用性，蜂窝状活性炭近年来被广泛应用于各类VOCs气体的处理，其可以达到90％甚至更高的处理效果。蜂窝活性炭由于其独特的蜂窝状结构，空气动力学性能好，床层压降小，吸附脱附速率快，但是其机械强度低、安全性差、易粉化、再生困难，使其应用范围受到较大的限制。此外，很多行业排放的VOCs气体温度较高，而且采用吸附法吸附净化VOCs气体过程中也会释放大量的热，这就要求吸附剂在保证吸附性能的前提下能够有一定的耐高温性。

沸石晶体结构均一，孔洞直径具有“分子筛分”作用，具有一定的选择吸附性。与活性炭相比，分子筛是不可燃物质，可耐受高温至1000℃，因此再生时可使用较高温度，可对高沸点VOCs进行有效处理；且在相对湿度RH＞60％的废气工况下依然有良好的吸附性能。蜂窝沸石由于其可用于高温吸附，再生效率高、安全性高，近年来被广泛应用于各类VOCs气体的处理，净化效率高达98％以上。但是由于沸石比表面积相对较小且对甲醇、丙酮、乙酸乙酯等小分子物质吸附效果差，吸附效果不如活性炭，蜂窝沸石同样存在机械强度低和易粉化等缺点。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种高性能复合吸附材料及其制备方法，兼具了特种纤维、沸石和活性炭的优点，具有阻燃性高、疏水性好、热稳定性好、化学稳定性好、孔隙结构发达、比表面积大、机械强度高、不易粉化、气体通道可调控、应用范围广等特性，特别适用于各类VOCs废气的吸附净化处理。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种高性能复合吸附材料，制备原料含有活性炭组分、沸石组分、特种纤维组分和非水溶性阻燃剂组分。

所述的高性能复合吸附材料，其中粉末状活性炭的重量百分比为20-45％，特种纤维的重量百分比为2～15％，沸石的重量百分比为20～45％。

所述的高性能复合吸附材料，其中粉末状活性炭20-45％，木浆纤维12～40％，特种纤维2～15％，粉末状沸石20～45％，非水溶性阻燃剂4～15％，胶黏剂2～15％，各组分之和为100％。

所述胶黏剂为聚乙烯醇、淀粉、壳聚糖一种或多种。

所述木浆纤维为针叶木浆和阔叶木浆中的一种或多种。

所述沸石包括ZSM-5型沸石、Y型沸石、高硅沸石β、M-13X型沸石、MCM-41型沸石中的一种或多种，疏水型沸石的比表面积＞225m²/g、硅铝质量比＞100。

所述的高性能复合吸附材料的制备方法，包括以下步骤：