[发明专利]一种多晶高硅蜂窝分子筛吸附剂及其制备方法

说明书

本发明涉及吸附材料技术领域，尤其涉及一种多晶高硅蜂窝分子筛吸附剂及其制备方法。其中，制备方法包括：S1、将高硅复合分子筛原粉、粘结剂混合制成泥料，然后压制成型得到坯体；S2、将坯体微波干燥，然后置于650～900℃下烧制1～3h，得到所述吸附剂。制备方法操作简单，成本低，效率高，适合推广应用。本发明所得吸附剂产品微孔丰富，对VOC有机废气具有良好的吸附作用，不但能耐高温，而且具有良好的疏水性能和强度，使用寿命长；成本低，安全可靠，清洁环保。

技术领域

本发明涉及吸附材料技术领域，尤其涉及一种多晶高硅蜂窝分子筛吸附剂及其制备方法。

背景技术

目前，国内现有VOC有机废气的吸附处理，基本上都是采用蜂窝活性炭作为吸附剂，而蜂窝活性炭产品的主要成分为碳(C)元素，其吸附效率一般可以满足工况要求，吸附转化率可以达到95％以上。但在其吸附饱和后的脱附过程中，由于部分有机废气分子要在150-170℃甚至更高的温度条件下才最活跃，即在该条件下才能脱附，而活性炭产品在脱附温度超过120℃时，往往容易产生自燃，从而引发火灾的危险。所以用蜂窝活性炭作为吸附剂时，目前国内大部分的设备为了安全起见都基本上是在120℃以下的温度条件下进行脱附处理，从而导致脱附不干净的问题，吸附效率也随之大打折扣。同时也正因为无法高温脱附，所以在对蜂窝活性炭进行报废处理时，由于其产品内部还残留部分有机废气成分，所以不得不被列为危废处理，其处理成本也相当昂贵。

针对蜂窝活性炭的以上不足，目前市面上有人研制出了蜂窝沸石分子筛作为替代品，即将活性炭材料改为沸石分子筛材料，以充分利用沸石分子筛的多孔性，吸附性强且耐高温的特性来避开活性炭的不足。但在投入使用的过程中又出现了新的问题，即一般的VOC有机废气成分中都含有部分水份，而普通沸石分子筛材料在遇水后会产生吸附放热反应，使吸附箱整体温度急剧升高，一般会达到70℃左右，从而会导致吸附效率急剧下降(在常温条件下，普通沸石分子筛材料的吸附效率与温度成反比)，并且在产生吸附放热反应同时，由于遇水温度升高，很容易导致沸石蜂窝分子筛产品体积膨胀后而开裂甚至粉化，从而严重影响使用效果和寿命。

发明内容

本发明旨在至少克服上述现有技术的缺点与不足其中之一，提供一种多晶高硅蜂窝分子筛吸附剂及其制备方法与应用。本发明目的基于以下技术方案实现：

本发明目的第一个方面，提供了一种多晶高硅蜂窝分子筛吸附剂的制备方法，包括以下步骤：

S1、将高硅复合分子筛原粉、粘结剂混合制成泥料，然后压制成型得到坯体；所述高硅复合分子筛原粉包括ZSM-5分子筛、HZSM-5分子筛、ZSM-11分子筛、13X分子筛、Y分子筛、β分子筛中的一种或多种，且硅铝比≥400:1；

S2、将坯体微波干燥，然后置于650～900℃下烧制1～3h，得到所述吸附剂。

本发明采用多晶高硅分子筛为主要原材料，利用其良好的吸附性与疏水性，使产品性能充分满足VOC有机废气吸附处理的工况需求。采用粘结剂与高硅复合分子筛原粉混合制泥，在不影响产品性能的基础上增加泥料的粘性(有利于成型)，也确保了坯体的强度，同时烧制出来的产品强度也得到了大幅度的提高，确保了产品在使用时不容易开裂与粉化，从而大大提高了产品的使用寿命。本发明所得产品微孔丰富，对VOC有机废气具有良好的吸附作用，由于主要成分采用多晶高硅复合分子筛材料，不但能耐高温(耐温度达800℃)，而且具有良好的疏水性能和强度。本发明不但克服了蜂窝活性炭的不安全性与吸附效率低的缺点；同时也克服了普通蜂窝沸石分子筛强度低，吸水放热从而影响吸附效果与使用寿命的缺点。

优选地，步骤S1中所述粘结剂包括硅溶胶、铝溶胶、SiO₂-Al₂O₃复合溶胶、水玻璃、磷酸、三聚磷酸钠溶液、六偏磷酸钠溶液、磷酸二氢铝溶液、植物胶中的一种或多种。

优选地，所述硅溶胶、铝溶胶、SiO₂-Al₂O₃复合溶胶的平均粒径为100～600nm。