[发明专利]一种吸附剂及其制备方法和在吸附挥发性有机污染物中的应用

说明书

本发明提供了一种吸附剂及其制备方法和在吸附挥发性有机污染物中的应用，属于大气污染治理技术领域。本发明提供的吸附剂的制备方法包括以下步骤：将膨胀石墨的磷酸溶液、氢氧化铝粉末、椰壳活性炭粉末和高岭土粉末混合，得到混合浆液；将纯化的硅藻土和混合浆液混合，得到混合浆料；将所述混合浆料进行制粒处理，得到颗粒；将所述颗粒依次进行烘干、煅烧和还原处理，得到吸附剂。本发明提供的吸附剂中原料之间共同作用，有效提高了吸附剂对挥发性有机污染物的吸附性能。实施例结果表明，本发明提供的吸附剂对挥发性有机污染物的吸附量可达65mg/g。

技术领域

本发明涉及大气污染治理技术领域，尤其涉及一种吸附剂及其制备方法和在吸附挥发性有机污染物中的应用。

背景技术

挥发性有机污染物，简称VOCs，是指常温下饱和蒸气压大于71Pa、常压下沸点在260℃以下的有机化合物，其种类繁多，有致癌、致畸、致突变的潜在风险，对人体健康危害大。VOCs还能加剧温室效应、增强光化学烟雾污染和消耗平流层臭氧，继而恶化生态环境。因此，研发经济、高效的防治技术，消除VOCs的大气环境污染十分迫切。目前，VOCs工程治理技术主要有吸收、吸附、冷凝、燃烧、光催化氧化、生物降解、低温等离子体处理技术等。

在上述所列技术中，吸收法适用于温度低、中、高浓度的有机废气处理，且需配备加热、解析、冷凝等回收装置，其装机体积大、投资高，还存在二次污染和净化效果欠佳的缺陷；冷凝法适用于高沸点和高浓度的VOCs污染物的回收处置，其存在系统构建复杂、投资大、能耗高和潜在二次污染等问题；燃烧法存在能耗大、运行成本高、运行要求高等不足；生物法存在微生物系统占地大、驯化周期长、维养所需技能高等不足；低温等离子体技术存在臭氧潜在逸散和污染物处置不彻底的缺陷；光催化技术处置效率偏低，仅仅适合低浓度VOCs处理，当前其还存在催化剂再生和紫外灯管无害化处置的工程难题。

与其他处置技术相比，吸附法净化效果好、能耗低、运行费用低，是比较理想的VOCs处置技术。常见的吸附剂包括活性炭、生物质材料、二氧化硅等，其吸附性能还有待进一步提高。

发明内容

本发明提供了一种吸附剂，本发明提供的吸附剂对挥发性有机污染物吸附效果好。

本发明提供了一种吸附剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将膨胀石墨的磷酸溶液、氢氧化铝粉末、椰壳活性炭粉末和高岭土粉末混合，得到混合浆液；

(2)将纯化的硅藻土和混合浆液混合，得到混合浆料；

(3)将所述步骤(2)得到的混合浆料进行制粒处理，得到颗粒；

(4)将所述步骤(3)得到的颗粒依次进行烘干、煅烧和还原处理，得到吸附剂。

优选的，所述步骤(1)中膨胀石墨的磷酸溶液、氢氧化铝粉末、椰壳活性炭粉末和高岭土粉末的质量比为5～6:5.5～6.5:1～2:1～1.2。

优选的，所述步骤(1)中纯化的硅藻土的制备方法包括以下步骤：

(a)将硅藻土、水和浓硫酸混合后，进行加热处理，得到混合浆料；

(b)将所述步骤(a)得到的混合浆料降至室温后，加水搅拌，然后进行固液分离，得到固体；

(c)将所述步骤(b)得到的固体依次进行烘干、研磨和煅烧处理，得到纯化的硅藻土。

优选的，所述步骤(c)研磨后固体的粒径为50～100μm。

优选的，所述步骤(c)煅烧处理的温度为750～820℃，时间为50～70min。

优选的，所述步骤(1)中膨胀石墨的磷酸溶液中膨胀石墨的质量浓度为1.5％～2％；所述膨胀石墨的磷酸溶液中磷酸的质量分数为40％～45％。