[发明专利]一种针对VOCs的改性粉煤灰吸附剂制备方法

说明书

本发明公开了一种针对VOCs的改性粉煤灰吸附剂的制备方法。所述的制备方法包括：1)将粉煤灰原灰过80目筛，取筛下灰；2)用质量分数为20％的HCl在80℃条件下酸改性粉煤灰；3)将酸改性粉煤灰清洗后干燥，用一定浓度的NaOH与粉煤灰混合，在设定的条件下进行微波辐照改性；4)用真空干燥箱去除粉煤灰中的水分后得到改性粉煤灰。本发明所述方法制得的粉煤灰能以较高的效率吸附多种有机废气，且脱附操作简单易行，可对有机废气中的有价值成分进行回收，也可对无用成分清洁高效地进行销毁。

技术领域

本发明涉及一种消除VOCs的材料的制备方法，特别涉及一种能消除涂装行业、印刷所排放的VOCs的粉煤灰的制备方法。

技术背景

VOCs是一类有机化合物的统称，常温下蒸发速率大，易挥发。VOCs对环境、对人体都具有重大危害：它们是臭氧生成的重要前驱物，也因此成为许多城市光化学烟雾生成的主控因子；VOCs转化生成的二次有机气溶胶会提升大气 PM2.5浓度；含卤素的VOCs进入平流层后会在紫外线照射下消耗臭氧，造成臭氧层空洞；VOCs可能引起皮肤刺激，被人体吸入后更是会导致多种疾病，甚至提高患癌症的几率。因此，对VOCs的防控和治理是十分重要的。

工业企业使用的有机溶剂、化学原料会在车间内挥发，经换气系统排放到室外。排放VOCs会对环境造成严重危害，对空气、水环境及水源可造成污染。目前国内外有多种方法处理车间内的VOCs，总结起来有：吸附技术、催化氧化技术、等离子体降解技术、生物降解技术、冷凝法。这些处理技术各有自己的优点和短板。例如生物降解技术，这种方法处理VOCs有较高的效率，也比较洁净，但所需设备有极大的占地面积。冷凝技术处理高浓度有机废气时效果好，有利于气体的回收利用，但存在能耗较高的问题。而吸附技术比较经济，占地少，有利于气体回收利用，但吸附效率随吸附剂变化而变化。提升吸附技术效果的主要手段就是开发更高效更合适的吸附剂。目前常用的VOCs吸附剂是活性炭，但在涂装与印刷行业中，有机废气往往含有较多的固体颗粒物。为了使吸附剂不被堵塞失效，往往需要提前进行水喷淋处理，这会提高有机废气的湿度。但活性炭在高湿度环境下的吸附效率并不理想。粉煤灰颗粒表面疏松多孔，比表面积大，且含有较多的活性氧化铝、氧化硅，具有一定的吸附能力。未处理的粉煤灰吸附量不高，故需要对粉煤灰进行改性处理。

发明内容

针对目前工业有机废气处理的问题，尤其是没有针对其有机废气特点提高吸附效率的问题，本发明提出了一种改性粉煤灰的制备方法。

一种能吸附VOCs的吸附剂的制备方法，采用粉煤灰作为吸附材料，所述方法包括：

电厂粉煤灰在850℃高温炉中煅烧时间2h后过筛，取80目筛下物。

将质量分数为20％的盐酸，按盐酸体积粉煤灰质量为10∶1放入烧瓶中，在 80度水浴锅中搅拌处理2h

待冷却沉淀后，倒掉酸液，将处理后的粉煤灰用去离子水洗漆过滤多次至滤液pH值为7。将滤纸上的过滤物放在恒温鼓风干燥箱中105°干燥12h，干燥后磨细至全部过80目筛。

分别将酸处理后的粉煤灰与氢氧化钠溶液按照固液质量比1∶10混合均匀。

在微波温度60度，微波功率600W的条件下进行15min的微波辐照。待冷却沉淀后倒掉碱液，将混和碱处理后的粉煤灰用去离子水洗漆过滤多次至滤液的 pH值为中性。

将过滤物放在恒温鼓风干燥箱中105°干燥12h，干燥后磨细备用。

本发明所用的酸碱改性、微波晶化操作能有效地增大粉煤灰颗粒的比表面积，扩大孔径孔容，减小极性，可以有效提高粉煤灰的疏水性和吸附效率。

本发明的操作简单、工序简洁、成本低廉。所制得的改性粉煤灰吸附甲苯的效率高与目前常用的活性炭，穿透时间较长，效用持久。另外，本改性粉煤灰的耐热性远好于常规吸附剂，这使得本产品有比其他吸附剂更广的应用范围，也让对VOCs的脱附、回收更为简单。