[发明专利]一种瓦楞型蜂窝吸附材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种瓦楞型蜂窝吸附材料及其制备方法，将活性炭纤维与无机纤维复合后再负载分子筛，相对单一无机纤维纸，一方面提高了机械性能和蜂窝材料脱附再生性能，减少单一吸附材料性能的不足、提升材料整体吸附性能和使用稳定性；另一方面提高了材料的比表面积和吸附容量，有效提升对VOC气体的去除效率。该制备方法简单易行、工艺稳定，相对传统方法制备的蜂窝结构稳定、吸附容量大、净化效率高。

技术领域

本发明涉及一种瓦楞型蜂窝吸附材料及其制备方法，适用于对VOCs进行VOC处理，属于环保材料方面的技术领域。

背景技术

吸附技术是VOC处理常用的技术之一，而活性炭纤维作为吸附材料，具有较规整的微孔结构，吸附能力强，不过其对极性较大的小分子VOCs，如甲醛、乙醇、乙酸等吸附容量都极为低下，且活性炭纤维作为吸附材料，在处理高沸点VOC时具有较高的可燃性。分子筛是另一种常用的吸附材料，由于分子筛表面积小于活性炭、平均重量略高于活性炭纤维，但分子筛在去除VOCs时具有优异的吸附选择性、良好的高温稳定性以及循环再生性能。

目前国内外制备蜂窝材料方法主要有挤压法和浸渍涂覆法。专利号为“101905145A”的中国专利，公开了利用挤压法制备出蜂窝状分子筛材料，该方法制备出的分子筛蜂窝通道在受到挤压或撞击时易破坏，吸附性能严重下降。浸渍涂覆法是指将玻璃纤维或陶瓷纤维等无机纤维制备出瓦楞蜂窝基材，然后涂覆分子筛等吸附剂，该方法制备出的蜂窝吸附材料机械性能好、分子筛利用率高，不过由于分子筛负载量不高其吸附容量受到一定影响。例如，专利号为“209810192U”的中国专利，公开了一种新型瓦楞沸石吸附材料载体：采用金属片层、玻璃纤维或陶瓷纤维通过相互贴合热压形成复合载体，在该载体表面上负载分子筛后形成瓦楞蜂窝材料，不过该方法由于存在金属片层重量大、活性含量低，影响了吸附性能。

发明内容

本发明的目的在于克服现有背景技术中的不足，提供一种瓦楞型蜂窝吸附材料及其制备方法，解决单一吸附材料去除VOC性能的不足、提升材料整体吸附性能和使用稳定性。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

第一方面，本发明提供一种瓦楞型蜂窝吸附材料，包括瓦楞型蜂窝载体及位于瓦楞型蜂窝载体通道表面的分子筛；

所述瓦楞型蜂窝载体是以无机纤维和活性炭纤维混合制备成纤维纸板制得，所述瓦楞型蜂窝载体的楞高H范围为1.5-1.8mm，波长L范围3~3.5mm。

结合第一方面，进一步的，所述纤维纸板孔径范围为0.3-1nm，不包括端点值，提高对常见VOC气体的去除效率；所述纤维纸板厚度为0.1-0.2mm。

进一步的，所述纤维纸板是将玻璃纤维与活性炭纤维混合均匀后抄造成型。

第二方面，本发明提供一种瓦楞型蜂窝吸附材料制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将无机纤维、活性炭纤维以2~4：1的质量比混合均匀后，抄造成型为纤维纸板；

将纤维纸板热压成瓦楞状层，并与纤维纸板的平面层交替平铺或卷绕形成瓦楞蜂窝载体；

将分子筛、水、分散剂、粘结剂分别以质量比为15-25：70-80: 1-2：2-5混合均匀得到分子筛浆料；

将瓦楞蜂窝载体置于上述分子筛浆料中浸渍5-10分钟，再吹扫孔道内多余浆液，置于90-150℃真空干燥1-2小时；

重复浸渍、吹扫及干燥2~5次，最后在250~400℃条件下焙烧2-4小时。

结合第二方面，进一步的，所述分子筛为ZSM-5、Y分子筛、β分子筛，三者硅铝比分别为200-1000、50-200、50-1000，三者含量比范围为：50-80：10-50：5-10。