[发明专利]一种用于净化挥发性有机物的过滤材料及其制备方法

说明书

本发明属于环保领域，具体涉及一种用于净化挥发性有机物的过滤材料及其制备方法。包括填充层，以及设置在所述填充层两侧的耐高温织物层；所述填充层中包含立体的呈多孔状的纤维网，以及分布在所述纤维网的孔内的微米颗粒；所述纤维网的材料包括玻璃纤维和/或陶瓷纤维；所述微米颗粒的材料包括重量比为5～7:1.5～2:1～2的疏水性分子筛、无机粘结剂和碳化硅；所述纤维网与所述微米颗粒的重量比为5～10：70～80。本发明中的过滤材料具有耐高温、分子筛含量高、轻质等特点，外形类似纸张，属于柔性材料，便于加工成多种形状。同时，其结构稳定，使用寿命长，便于在实际生产中进行应用。

技术领域

本发明属于环保领域，具体涉及一种用于净化挥发性有机物的过滤材料及其制备方法。

背景技术

挥发性有机物(Volatile Organic Compounds,VOCs)是指熔点低于室温、沸点范围在50～260℃之间的挥发性有机物的总称。VOCs是大气中一类重要的气态污染物，VOCs不仅对人体健康和生态环境等有直接影响，还可以通过参与大气光化学反应生成二次污染物。因此，控制VOCs的排放以及有效治理，对人体健康和环境保护具有非常重要的意义。

目前的吸附过滤材料中的活性炭，虽然吸附容量大，但不耐高温，疏水性差，循环再生后性能衰减速率快，且寿命短；废弃后属于危险化废物，需要专门机构进行处理；不能保证连续稳定运行。

而现有的分子筛转轮技术，其分子筛在单位处理体积内的相对含量低，造成处理有机废气时，对有机物的吸附容量小，采用涂覆工艺时加工，存在掉粉等问题。同时分子筛本身比热容小，导热性能差，能耗相对较大。整体挤出分子筛蜂窝或颗粒，其单位体积能质量大，比热大，升温、降温速率慢，能耗高。常温的除臭或过滤吸附材料，虽然增加了一些阻燃性，但材料耐高温性差、针对工业常温吸附后，然而挥发性有机物，尤其是高沸点物质，需要高温才能脱附，因此难以保证吸附材料的寿命。

CN103068468A公布了一张阻燃性除臭过滤材料，采用活性炭板，纤维素纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯腈纤维以及苯酚纤维中一种，含量30％以上，同时含有磷系阻燃剂；用于除臭及净化有害气体；通常使用温度条件为-20℃～80℃下使用。在该技术方案中，为了实现阻燃性，采用含有燃烧时碳化的纤维织物作为覆盖材料，并添加10～70％的磷系阻燃剂；为了实现吸附效果，采用了高比表面积的活性炭颗粒；为了实现活性炭颗粒不脱落，采用上下两层纤维织物覆盖，并通过热塑性树脂胶粘剂固定活性炭颗粒。然而其存在以下问题：1、采用化学纤维，本身不耐高温，250～300℃下会分解；2、活性炭本身吸附有机物后，因其制备过程中含有杂质，具有燃烧的可能性；3、含有热塑性树脂胶粘剂，耐高温性能差；4、两层织物覆盖，单纯的靠热塑性树脂胶粘剂上下连接，通过时的气量及风速大小均未涉及，大风量应用时，可能存在粘接不牢固的问题。

CN102389773A公布了一种吸附挥发性有机物的分子筛蜂窝体的制造方法，该方法采用5～15％的纸浆、5～20％的陶瓷纤维，以及粘结剂和沸石分子筛作为原料，通过造纸的技术，制成瓦楞状分子筛纸板。不过，其存在以下问题：1、沸石分子筛为NaY型分子筛、4A分子筛、13X分子筛、zsm-5分子筛或疏水性分子筛，在高湿的条件下，其中所提到的前几种分子筛均优先吸附水，而废气一般均有一定湿度，分子筛在吸入水分子后转化为极性分子筛，无法保证其吸附效果；而疏水性分子筛的限定则更加模糊。2、采用粉末型的分子筛，容易掉粉；同时使用无机粘结剂使用，容易使得分子筛粉末被粘结剂包裹，形成粘结剂膜，阻碍气体吸附；3、硅溶胶和铝溶胶性质不同，铝溶胶吸水性较大，同时天然高岭土，凹凸棒土性能不稳定；4、其采用抄造手段，分子筛粒径小，留存率低。