[发明专利]一种脱除含硫挥发性有机物的Ag+负载多级孔道分子筛、制备方法及其应用

说明书

本发明涉及一种脱除含硫挥发性有机物的Ag+负载多级孔道分子筛，为负载有Ag⁺的多级孔道分子筛，Ag+负载多级孔道分子筛同时具有介孔结构和微孔结构。本发明的有益效果是：本发明提供的脱除含硫VOCs的Ag⁺负载多级孔道分子筛中，Ag⁺可以与含硫VOCs形成Ag‑S键，使原有物理吸附转变为化学吸附，避免含硫VOCs被其他吸附质挤占吸附位点，极大的增强分子筛对于含硫VOCs的吸附能力；其次，该分子筛使用高硅USY(ultra‑stable Y)分子筛作为骨架，通过碱处理改性使微孔分子筛内部形成介孔结构；本发明采用同时具有介孔结构和微孔结构的多级孔道分子筛，可以强化分子筛内传质；并通过离子交换负载Ag⁺，增强分子筛对于含硫VOCs的吸附。

技术领域

本发明涉及环境污染物治理领域，具体涉及一种脱除含硫挥发性有机物(VOCs)的Ag⁺负载多级孔道分子筛、制备方法及其应用。

背景技术

VOCs广泛存在于制药、化工等行业，上述行业污水站生化处理过程中通常会产生恶臭的含硫VOCs，如硫醚、硫醇等，是PM2.5和近地表臭氧的重要源头。同时，含硫VOCs臭气阈值极低，如甲硫醚嗅阈值为0.003ppm，造成生产生活区域环境恶化。

VOCs控制技术主要包括以吸附、吸收、膜分离、冷凝等技术为代表的回收技术，以及燃烧(蓄热、催化)、等离子体、光催化等为代表的销毁技术。实际应用中，通常为各技术的组合形式，以满足严格的排放标准要求。其中，以吸附结合后处理组合技术是最为常见的组合技术之一，通过吸附浓缩，可以将低浓度VOCs富集为高浓度VOCs，便于后续采用冷凝、燃烧等技术手段实现VOCs废气高效经济治理。

目前常用的吸附剂包括活性炭、分子筛等，前者的优势在于成本较低且微孔丰富，较大的比表面积使其具有较高VOCs吸附容量，但存在吸附后再生困难且易燃等问题；而分子筛以其与活性炭接近的VOCs吸附容量及较高的热稳定性正逐渐替代活性炭，成为VOCs吸附浓缩技术的研究热点。分子筛是一系列可筛选分子的硅铝酸盐材料，其基本骨架由SiO₄、AlO₄四面体和不同维数的孔道体系所构成，并通过氧原子结合而形成具有网状结构的结晶，这使得分子筛内部形成了较大的空腔，可吸附并储存大量分子。同时，分子筛结构上还有分子级、孔径分布均匀的孔道和排列整齐的孔穴，不同类型分子筛孔径范围不同，可对吸附质有效地识别并筛分不同大小和形状的分子。与活性炭相比，分子筛的吸附容量略小，但具有更高的热稳定性，能在较高温度下脱附再生(如丝光沸石分子筛在900℃下结构才会被破坏)，且分子筛脱附的能耗相对更低。现有吸附VOCs分子筛为微孔分子筛，介孔分子筛由于孔道尺寸大，吸附容量极低。

由于含硫VOCs通常仅为C₂或C₃分子，较小的分子尺寸不容易被吸附剂捕获，无论是活性炭或分子筛用于含硫VOCs吸附存在吸附容量低且吸附位容易受其他VOCs挤占等问题。因此，制备具有较高含硫VOCs吸附容量的吸附剂，具有重要的应用价值。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种脱除含硫挥发性有机物的Ag+负载多级孔道分子筛、制备方法及其应用。

这种脱除含硫挥发性有机物的Ag+负载多级孔道分子筛，为负载有Ag⁺的多级孔道分子筛，Ag+负载多级孔道分子筛同时具有介孔结构和微孔结构。

作为优选，Ag+负载多级孔道分子筛中Ag+与含硫挥发性有机物形成Ag-S键，使原有物理吸附转变为化学吸附，避免含硫VOCs被其他吸附质挤占吸附位点，极大的增强分子筛对于含硫VOCs的吸附能力。

作为优选，Ag+负载多级孔道分子筛为同时具有介孔结构和微孔结构且负载有Ag⁺的USY分子筛，该分子筛骨架为USY分子筛。