[发明专利]一种有机物分离材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种大通量分离微量高沸点有机物的材料及其制备方法，属于有机物分离材料领域。该材料包括Si、Fe、Ca、Al、Mg、Mn、Ti、Ni、K、Na、B或Li中的一种的氧化物或多种的氧化物混合物，其中Si的氧化物质量比为0‑100％，Fe的氧化物质量比为0‑10％，Ca的氧化物质量比为0‑20％，Al的氧化物质量比为0‑50％，Mg的氧化物质量比为0‑20％，Ti的氧化物质量比为0‑20％，其它元素氧化物质量比为0‑20％。该材料可以大通量地处理有机物含量很低、组成复杂、需要将沸点较高的组分分离出来的混合物，并具有效率高、能耗低的特点。

技术领域

本发明涉及有机物分离材料领域，尤其涉及一种大通量分离微量高沸点有机物的材料及其制备方法。

背景技术

目前工业上用于大通量地处理含微量VOCs废气的方法主要是热氧化工艺，由于VOCs含量低，需要补充大量热量支持热分解，因此一般采取吸附浓缩工艺将VOCs浓度提高后再进行热氧化处理，其中使用较多的吸附浓缩设备是活性炭吸附床和分子筛吸附床。实际应用中，废气中除甲苯、二甲苯、酯类等沸点低于160℃的VOCs，还普遍含有三甲苯、十三烷等沸点高于160℃的VOCs，后者很难在吸附浓缩设备的工作温度下脱除，即使升高工作温度效果也不显著，而吸附设备对高沸点和低沸点VOCs的吸附并没有选择性，导致很多吸附浓缩设备在运行一段时间后因为高沸点VOCs的蓄积失去功能，造成较大的经济损失。对于组成含量高的混合组分，大通量分离时一般使用分馏、升华等方式进行处理，微量分离时一般使用色谱柱等方式进行处理；对于含有微量有机物(一般小于1％)的混合组分，要大通量的对其中的高沸点组分进行分离，目前还没有经济有效的方法。

而对于含有微量有机物的混合物，使用分馏方法处理效率低下，能耗很高，尤其是通量很大时，不具有应用价值，即使采取冷冻的方式使待分离物质冷凝，也需要先将混合物降温，能耗同样很高；使用色谱柱虽然可以分离含有微量有机物的混合物，但难以实现大通量处理，也不具有应用价值；如果采用活性炭等方式吸附，对高沸点组分的分离效果差，而且高沸点物质存留在活性炭上很难再生，无法达到分离高沸点物质的目的。

有鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有机物分离材料及其制备方法，可以大通量地处理有机物含量很低、组成复杂、需要将沸点较高的组分分离出来的混合物，并具有效率高、能耗低的特点。

为实现以上目的，本发明特采用以下技术方案：

一种有机物分离材料，包括Si、Fe、Ca、Al、Mg、Mn、Ti、Ni、K、Na、B或Li中的一种的氧化物或多种的氧化物混合物，其中Si的氧化物质量比为0-100％，Fe的氧化物质量比为0-10％，Ca的氧化物质量比为0-20％，Al的氧化物质量比为0-50％，Mg的氧化物质量比为0-20％，Ti的氧化物质量比为0-20％，其它元素氧化物质量比为0-20％。

分离过程是多方面作用协同的结果，需要根据各元素及其氧化物的特性、组合、配比、制备工艺等因素不断试验和摸索。同时，还需要考虑包括孔道尺寸与待分离有机物大小的匹配，孔道表面电荷对有机物的亲和力，以及孔道在环境条件下自组装形成的次级孔道与待分离有机物的相互作用等。

大部分情况下，所述有机物分离材料中，Si的氧化物是材料结构的主体，Li、Na、K等对于次级孔道的形成具有一定调节作用，B、Al、Mg、Ca等对于提高材料的稳定性有帮助，Fe、Mn、Ni、Ti等对于调节孔道表面电荷有帮助，通过上述元素氧化物的组合，适应不同工况下的需要。

所述材料的孔径分布为0-100nm，优选地，所述材料的孔径分布为1-10nm。

所述材料的比表面积为400-1000m²/g，优选地，所述材料的比表面积为500-800m²/g。