[发明专利]一种高效吸附材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种高效吸附材料及其制备方法，所述吸附材料由金属改性的介孔‑超疏水的结晶态硅铝氧化物组成，所述结晶态硅铝氧化物的晶相为FAU、BEA、MEL、MFI、MWW至少之一种，其SiO₂/Al₂O₃摩尔比≥600；所述金属组分为Ag、Cu、Mn、Ce、Fe、Mg、La之至少之两种，金属质量百分比含量0.2～3.0％；所述吸附材料的制备方法，由结晶态硅铝氧化物经双金属组分的碱溶液处理后，进一步经混合、成型、养生、干燥和焙烧而成。本发明提供的吸附材料，可用于不同有机物分子、尤其大分子VOCs的吸附，特别是在环境湿度较大的条件下，其吸附性能远优于普通型吸附材料。

技术领域

本发明属于无机合成的技术领域；具体涉及一种高效吸附材料及其制备方法。

背景技术

挥发性有机物(VOCs)的排放对自然环境、人类健康产生了严重危害，吸附法和催化氧化法是治理VOCs的有效方法。常用的微孔吸附材料主要包括活性炭和沸石分子筛，活性炭具有较大的比表面积，性能较好，但其热稳定性较差，易燃烧，VOCs的脱附较困难，且面临危废处理问题。沸石是微孔结晶材料，具有较高的比表面积和微孔孔容，它有规则的孔道和笼；同时，沸石还具有非常高的热稳定性和水热稳定性，已被广泛用于VOCs吸附领域。然而，在环境湿度较大的条件下，现有吸附材料的性能受水吸附影响较大，严重影响了其对VOCs分子、尤其是VOCs大分子的吸附、以及吸附材料的通透性能。

发明内容

针对现有技术的不足，本申请提供了一种高效吸附材料及其制备方法，该吸附材料为具有规则外形的吸附材料，所述吸附材料其由金属改性的介孔-超疏水的结晶态硅铝氧化物(分子筛)组成，所述吸附材料的制备由结晶态硅铝氧化物粉末经双金属组分的碱溶液处理后，进一步经混合、成型、养生、干燥和焙烧而成。具有规则的外形结构和孔隙率。

本发明提供的高效吸附材料及其制备方法，所述的高效吸附材料，具有超强的疏水性能、大分子吸附性能和通透性能，在环境湿度相对较大的条件下，基本不影响其对VOCs分子、尤其是大分子VOCs的吸附性能，并保持非常良好的通透性；且制备方法简单，重复性好。

所述结晶态的硅铝氧化物的晶相为FAU、BEA、MEL、MFI、MWW至少之一种，结晶态硅铝氧化物SiO₂/Al₂O₃摩尔比例≥600；所述吸附材料的制备由结晶态硅铝氧化物粉末经双金属组分的碱溶液处理后，进一步经混合、成型、养生、干燥和焙烧而成。

所述的金属改性的介孔-超疏水的结晶态硅铝氧化物，所述金属组分为Ag、Cu、Mn、Ce、Fe、Mg、La之至少之两种，金属质量百分比含量0.2～3.0％；所述金属组分可以在成型前、成型时或成型后引入结晶态硅铝氧化物。

所述材料在不高于80％的湿度下，其吸水率3.0％；介孔孔容不低于0.35ml/g。

所述的双金属组分的碱溶液为铝盐的水溶液和碱金属的氢氧化物水溶液混合物；所述的铝盐为氯化铝、硫酸铝、硝酸铝之一种，其水溶液浓度为0.02～0.50mol//L；所述的碱金属的氢氧化物为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化铯之一种，其水溶液浓度为0.05～0.50mol//L；所述的双金属组分的碱溶液处理条件为溶液(体积，ml):硅铝氧化物(重量，g)比例为(3～20):1，处理温度为20～80℃，处理时间0.5～3小时。

所述混合成型过程，结晶态硅铝氧化物、粘结剂和助挤剂质量比为1:(0.2～0.6):(0.03～0.10)。所述粘结剂为硅溶胶、铝溶胶至少一种，所述助挤剂为田菁粉、纤维素和淀粉至少一种。

所述高效吸附材料的形状为具有规则蜂窝状外形的规整结构，优选为立方型蜂窝状、长方型蜂窝状、圆柱型蜂窝状中至少之一种，单位规整结构的体积0.5～2L，单个孔直径大小范围为0.5-2.0mm。