[发明专利]一种疏水性分子筛基多孔泡沫吸附剂及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及VOCs废气治理领域，具体涉及一种疏水性分子筛基多孔泡沫吸附剂及其制备方法与应用。该疏水性分子筛基多孔泡沫吸附剂，将聚氨酯海绵在含有分子筛的复合浆液中浸渍后制备得到；所述复合浆液中含有无机粘合剂，所述无机粘合剂为硅溶胶、铝溶胶或磷酸二氢铝中的一种，所述分子筛与所述无机粘合剂的质量比为100：30～80。本发明中的疏水性分子筛基多孔泡沫吸附剂具有比重小、堆积密度小、分子筛利用率高、气孔分布均匀等优点；且制备的多孔泡沫吸附剂尺寸可控，便于应用。同时，本发明操作简便，成本较低，对环境较为友好。

技术领域

本发明涉及VOCs废气治理领域，具体涉及一种疏水性分子筛基多孔泡沫吸附剂及其制备方法与应用。

背景技术

VOCs是一种有机挥发化合物，在石油化工、制药、印刷、喷涂等行业的生产过程中会被大量地排放，其不仅污染空气，而且会对人的身体健康带来危害。吸附法是工业中处理VOCs中常用的一种技术，其中，固体吸附剂最为常见。目前，常用的活性炭吸附剂在吸附过程中易燃，且脱附再生困难，难以适应复杂多变的工业废气的治理。高硅铝比的ZSM-5沸石分子筛疏水性好，水热稳定性高，耐高温，具有独特的孔结构，常作为一种处理VOCs的吸附剂。但是分子筛粉体不能在工业废气治理中直接应用，常常需要将其加工成颗粒、细条和蜂窝体等形状。

多孔泡沫材料是一种具有三维立体骨架结构的多孔制品，其形貌类似泡沫海绵，气孔率可达70～90％，比重介于0.3～0.6g/m³之间。目前市场上已有泡沫陶瓷材料，多用于水污染防治、抗菌消毒、高温烟气净化和吸声降噪等方面，而在工业VOCs综合治理中鲜有应用。当前分子筛粉体成型的形貌常为柱状、圆球和蜂窝状，但是它们在应用过程中存在比重高、脱附高能耗、堆积密度大和低分子筛利用率等问题。例如：在CN105618159A中，其成型的分子筛基蜂窝体存在堆积密度大、分子筛利用率低等问题，另外，其制备过程还具有生产周期长、操作繁琐等缺陷。CN106904993A中利用淀粉和煤粉等为造孔剂制备的一种多孔陶瓷，其缺陷在于，烧结过程中易产生有毒有害气体。

因此，现有的制备技术还需要进一步地改进和完善。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种比重小、堆积密度小、能耗小、分子筛利用率高的疏水性分子筛基多孔泡沫吸附剂及其制备方法与应用。

为了实现上述技术目的，本发明首先提供了一种疏水性分子筛基多孔泡沫吸附剂，将聚氨酯海绵在含有分子筛的复合浆液中浸渍后制备得到；

所述复合浆液中含有无机粘合剂，所述无机粘合剂为硅溶胶、铝溶胶或磷酸二氢铝中的一种，所述分子筛与所述无机粘合剂的质量比为100：30～80。

优选地，所述硅溶胶为碱性，pH值为9～10.5，平均粒径为10～30nm，质量分数为30～50％；所述铝溶胶为酸性，pH值为3.5～4，平均粒径为20～30nm，质量分数为20～35％；所述磷酸二氢铝为酸性，pH值为1.4～2，质量分数为30～50％。

在一些优选方案中，所述复合浆液中还含有流变剂、分散剂、消泡剂、表面活性剂中的一种或几种；优选各组分质量比如下：分子筛：流变剂：分散剂：消泡剂：表面活性剂＝100：2～10：2～6:1～3：5～10：10～50。

优选地，所述流变剂为羟甲基纤维素、高岭土和白炭黑的一种或几种；更优选所述羟甲基纤维素的粘度为7000～200000cPs；

所述分散剂为聚乙烯酸胺和聚丙烯酸胺的一种或几种；

所述消泡剂为丙三醇或选自有机硅类中的一种或几种；

所述表面活性剂为低泡非离子表面活性剂(如surfynol TG)。