[发明专利]一种蜂窝状气体净化载体的制备方法

说明书

本发明涉及一种蜂窝状气体净化载体的制备方法，将波纹形和平板形的金属丝网逐层叠加，将活性组分、纤维棉、粘结剂、粘度调节剂、溶剂形成的混合液负载到金属丝网上，烘干后再经过高温煅烧制备得到蜂窝状气体净化载体。与现有技术相比，本发明可以实现活性组分在纤维棉‑金属丝网复合蜂窝载体上的可控负载，活性组分负载量可以控制，附着强度高。蜂窝载体加工简单，机械强度高，且传质阻力小，用于含VOCs废气的净化有较好的效果。

技术领域

本发明涉及气体净化或催化领域，尤其是涉及一种蜂窝状气体净化载体的制备方法。

背景技术

蜂窝状载体在化学、化工、能源、环保等领域有着广泛的应用，通过在蜂窝状载体上负载活性组分，如催化剂、吸附剂等，可以用于各种吸附和催化过程。蜂窝状载体能提供较大的表面积，同时蜂窝状的通道传质阻力小，有较高的强度，较传统的固定床有较大的优势，在汽车尾气净化、催化燃烧、气体吸附等领域应用广泛。蜂窝载体通常是以陶瓷原料，通过挤出成型，再经高温烧制而成。常见的蜂窝载体多为陶瓷材料，如堇青石、莫来石、氧化铝、碳化硅等，具有较高的热、化学稳定性，应用范围广。但陶瓷基蜂窝载体的原料和加工成本较高，限制了其应用。

1974年，瑞典人Carl Munters创新性的提出将吸附材料做成具有蜂窝状结构的转轮用于分离过程的概念，并申请了专利，其专利公开号为GB1344170。1993年，Toshimi Kuma等人公开的美国专利US5194414中所述：将陶瓷纤维纸加工成波纹形和平板形，用黏合剂粘结在一起后卷成具有蜂窝状结构的转轮，然后将分子筛负载在蜂窝状通道的表面得到吸附转轮，并将其成功用于含VOCs尾气净化处理。这种陶瓷纤维纸制成的蜂窝载体具有较高的强度、耐高温、耐腐蚀、传质阻力小等特点，在VOCs吸附领域得到了广泛应用。然而，以陶瓷纤维纸为原料制备蜂窝载体，需要高质量的超薄陶瓷纤维纸，其价格较高，基本被国外厂家垄断，有很大的局限性。此外，超薄陶瓷纤维纸的机械强度较差，加工成型困难，且制得的蜂窝载体的强度也有待提高。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种新型的方法制造出以金属丝网为一级骨架，以纤维为二级骨架，将分子筛晶体负载到纤维上。制备的蜂窝载体具有加工简单、机械强度高的优点，且可以实现分子筛晶体的可控负载。在含VOCs尾气的净化方面具有脱除效率高，结构稳定，不易损坏等优点。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种蜂窝状气体净化载体的制备方法，将波纹形和平板形的金属丝网逐层叠加，将活性组分、纤维棉、粘结剂、粘度调节剂、溶剂形成的混合液负载到金属丝网上，烘干后再经过高温煅烧，例如可以在马弗炉中控制温度为600℃煅烧5h，制备得到蜂窝状气体净化载体。

所述金属丝网为以纯金属或合金材质的金属丝网，包括但不限于不锈钢丝网，例如不同牌号的不锈钢丝网、铁丝网或铜丝网。由于上述金属丝网强度较大，并且用陶瓷纤维棉取代陶瓷纤维纸，相应的也降低了成本，在硅溶胶和甲基纤维素等粘结剂的作用下，陶瓷纤维棉和分子筛可以很牢固的粘在不锈钢丝网上，且不会变形。

波纹形金属丝网可以利用瓦楞机轧制

所述金属丝网的孔道可在较宽范围内选用，孔径为2-400目。

所述活性组分、纤维棉、粘结剂、粘度调节剂、溶剂采用以下的重量百分比含量：活性组分1％～30％、纤维棉1％～10％、粘结剂0～11％、粘度调节剂0～0.1％，余量为溶剂，其中粘结剂由0～1％的有机粘结剂和0～10％的无机粘结剂组成。

另外在上述混合液中还可以加入微量的阳离子表面活性剂。

所述活性组分为吸附材料和/或催化材料，例如吸附材料可以采用分子筛，硅胶，介孔材料，金属有机骨架材料等，催化材料可以采用分子筛，金属氧化物，金属等。并且吸附不同的气体可以负载不同的活性组分，用于VOCs吸附，负载分子筛，用于CO₂吸附，负载PEI。