[发明专利]一种纸基二氧化硫/硫化氢吸附材料的制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种纸基二氧化硫/硫化氢吸附材料的制备方法及应用，具体为将纸浆纤维、热熔纤维和阳离子改性增强树脂混合并进行疏解，疏解完毕后加入阳离子聚丙烯酰胺混匀，然后在造纸机上抄纸，干燥后得纸基二氧化硫/硫化氢吸附材料。采用热熔纤维和阳离子改性增强树脂协同的方式，降低树脂的用量，减少对纤维孔隙结构的破坏，同时通过热熔纤维的形态调控进一步优化材料的孔隙结构和表面性能，提高纸张的力学强度和吸附性能。本发明制备工艺简单，操作方便，成本较低，对二氧化硫和硫化氢的吸附效果好，可用于净化天然气或吸附工业生产中产生的二氧化硫和硫化氢等有毒气体。

技术领域

本发明涉及轻工技术及高分子材料领域，具体涉及一种纸基二氧化硫/硫化氢吸附材料的制备方法及应用。

背景技术

天然气在人类日常生活，工业生产等诸多领域发挥着重要的作用，成为人类密不可分的资源之一。随着天然气的不断被发现，我国天然气开发利用越来越受重视。然而，在现实生活中，天然气在运输过程中常常会出现冰堵情况或天然气气质达不到相应的要求而导致的其他安全事故等，不仅增加了天然气相关企业的运营成本，更在一定程度上阻碍了天然气进一步广泛使用的进程。不仅如此，天然气的燃烧，会产生诸如H₂S，SO₂和二氧化碳等的有毒气体，这些气体具有较强的酸性和腐蚀性，不仅对工业设备及管路造成严重腐蚀，同时不同浓度的有毒气体泄漏可对人体造成不同程度的伤害。因此，有效地开展天然气的净化处理成为一个重要的研究课题。目前，人们对天然气的净化处理方式主要利用联合装置，气相水解法、脱硫溶剂串级吸收法等吸收天然气中的相应物质，尤其是在吸收法工程中，吸附剂的选择显得尤其重要，现有吸附剂主要包括分子筛，活性炭，金属氧化物，膜吸附，离子液体，杂化化合物等材料，虽然这些材料具有较出色的脱硫性能，但是将其装在吸附装置中，仍存在吸附效率低，吸附阻力大等问题，因此，制备合适的天然气吸附剂显得尤为重要。

煤化工、石油化工，及炼厂等企业在生产中对含硫原油或者含硫煤进行加工处理，产生大量的含硫废气，如二氧化硫和硫化氢，这些尾气若不经处理直接排放，不仅达不到国家的环保要求，更会给社会环境和民众的身体健康造成危害，加重酸雨等气象灾害。因此，工业尾气脱硫处理工艺 一直是石油化工等行业关注的重要课题。工业中的含硫废气通常采用硫回收装置以单质硫的形式或溶剂吸收法对尾气进行处理，处理工艺复杂，成本高，而且处理效果差。

纸作为一种传统的工业产品，具有质轻，便宜，易得等的优点，如若将其作为硫化氢或二氧化硫的吸附材料，与其他吸附材料相比，具有不可替代的优势，然而，传统的纸张用在吸附材料上具有吸附率低，强度低容易破损等的缺点，因此改善传统纸张作为吸附材料的性能具有重要的意义。

发明内容

针对现有技术中对二氧化硫和硫化氢处理工艺复杂，吸附剂吸附效率低，传统纸纤维之间结合力很弱，功能基团单一，力学性能和吸附效率低的缺点，本发明提供了一种纸基二氧化硫/硫化氢吸附材料的制备方法及应用。

一种纸基二氧化硫/硫化氢吸附材料的制备方法，将纸浆纤维、热熔纤维和阳离子改性增强树脂混合后分散在水中，疏解得混合浆料，向混合浆料中加入阳离子聚丙烯酰胺并混合均匀，然后在造纸机上抄纸，干燥后得纸基二氧化硫/硫化氢吸附材料。

优选地，所述的纸浆纤维为马尾松、落叶松、红松、云杉、杨木、桉木、枫木、稻草、麦草、芦苇、竹子、甘蔗渣、桑皮、棉杆和亚麻纸浆纤维中的一种。

优选地，所述的热熔纤维为聚乙烯、聚丙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯中的一种；本发明所述热熔纤维主要是为了增强纸张的力学性能，替代一部分阳离子改性增强树脂在木浆纤维中的含量，避免阳离子改性增强树脂过量影响纸张的孔结构，影响吸附作用。

优选地，所述的阳离子改性增强树脂为阳离子改性的酰胺树脂、环氧树脂、酚醛树脂和脲醛树脂中的一种；阳离子改性后的增强树脂，一方面是增强纸张的力学性能，另一方面可以发挥对二氧化硫和硫化氢的有效吸附作用。