[发明专利]一种整体结构吸附剂、其制备方法及其应用

说明书

本申请公开了一种整体结构吸附剂、其制备方法及其应用，所述整体结构吸附剂包括介孔分子筛、粘土、莫来石纤维；所述整体结构吸附剂中介孔分子筛、粘土、莫来石纤维的质量比为40～80：5～20：10～30。该整体结构吸附剂吸附容量高、安全性能好、强度高、不易开裂、耐水性能强、使用寿命长、制备工艺简单、制备成本低的整体结构吸附剂及制备方法。

技术领域

本申请涉及一种用于净化VOCs气体的整体结构吸附剂，特别涉及一种用于吸附VOCs气体的整体挤出型分子筛吸附剂的制备方法，属于环境保护领域。

背景技术

挥发性有机物(VOCs)是一类重要的空气污染物，通常是指沸点50～260℃、室温下饱和蒸气压超过133.132kpa的有机化合物，包括烃类、卤代烃、芳香烃、多环芳香烃等。工业排放如化工厂排出的工艺尾气、废弃物焚烧的烟气中含有多种VOCs，机动车排放的尾气中含有未完全燃烧的烃类物质。VOCs的成分复杂，对人体的危害大，所具有的特殊气味能导致人体呈现种种不适感，并具有毒性和刺激性。已知许多VOCs具有神经毒性、肾脏和肝脏毒性，甚至具有致癌作用，能损害血液成分和心血管系统，引起胃肠道紊乱，诱发免疫系统、内分泌系统及造血系统疾病，造成代谢缺陷。因此，VOCs的排放对人类的健康具有非常严重的后果，引起了人们的普遍关注。

VOCs污染控制方法主要有焚烧法、吸附法、冷凝法、电晕法、膜分离法、光催化氧化法及生物法等。其中吸附法是有效处理低浓度VOCs的方法之一。对VOCs去除率的高低取决于吸附剂的种类、VOCs的组分与浓度、操作条件(温度、压力、湿度)等。常用的吸附剂有活性炭、活性炭纤维、沸石、分子筛、柱状粘土、活性氧化铝、硅胶等。用活性炭作为吸附剂存在安全性低，吸附效率差，孔道容易堵塞，使用周期短，危废处理困难等缺点。分子筛具有八面沸石笼状结构，具有水热稳定性好，比表面大，吸附能力强和不具可燃性等优点。

通常将分子筛制备成蜂窝状方法有挤压法和浸涂法。浸涂法即将商业化的蜂窝陶瓷浸入到含有分子筛的浆料中，在经过吹扫、干燥和焙烧等工艺制备出厚度从几微米到几十微米的分子筛涂层。专利CN1288781A和CN1269262A公开了一种在块状堇青石蜂窝陶瓷载体上原位合成镁碱SiO₂沸石的方法。首先将一定比例的Al₂O₃、SiO₂、Na₂O和水配置成凝胶浆料，然后将该凝胶浆料浸涂在蜂窝陶瓷载体上，最后再在有机胺溶液中在一定温度下晶化几天后，再经洗涤、干燥和焙烧制得具有分子筛涂层的成品。上述浸涂法技术主要有与载体表面结合不牢、分子筛涂层薄、工艺复杂和成本高等缺点。专利CN101905145A利用挤压法制造了一种蜂窝状的分子筛材料，这种方法虽然制造工艺简单，但是分子筛的晶格在高强度的挤压下容易破坏，从而致使其失去吸附能力。专利CN103111322A报道了一种N₂O分解用的整体式蜂窝分子筛催化剂制备方法，该方法是将活性组分、粘结剂、助挤剂等通过加压直接出现成型，制备成整体式蜂窝分子筛催化剂，但该方法仅局限于实验室，制备的尺寸较小，并没有在工业上形成完整的工艺路线，工程放大问题有待解决，应用领域较窄。

分子筛为多孔材料，热敏指数高，干燥过程中容易开裂，因此其成型制备直接影响分子筛催化剂的工业推广应用。干燥过程中，温度和湿度的控制，干燥方式的选择决定了坯体失水的速率，从而影响坯体的形状和强度。为实现其在工业大规模应用，必须形成完整的工艺路线和制备方法，各项指标应严格控制，才能得到合格的工业应用产品。

为此，本发明的目的是提供一种吸附容量高、安全性能高、强度高、不易开裂、耐水性能强、使用寿命长、制备工艺简单、制备成本低的整体结构吸附剂。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了一种整体结构吸附剂，针对目前公开的净化VOCs气体的吸附剂吸附容量低、安全性能低、制备复杂、成本高等缺点，该吸附容量高、安全性能好、强度高、不易开裂、耐水性能强、使用寿命长、制备工艺简单、制备成本低的整体结构吸附剂及制备方法。