[发明专利]一种用于VOCs吸附的Y型分子筛的制备方法

说明书

本发明提供了一种用于VOCs吸附的Y型分子筛的制备方法。通过合成时引入造孔剂在分子筛内部引入介孔、再用硅油进行疏水改性，最终制成介孔比表面高与疏水性能兼具的Y型分子筛产品。该产品具有更高的介孔比表面、介孔尺寸可调和强的疏水性，扩大了Y型分子筛在VOCs吸附领域中的应用范围。

技术领域

本发明属于分子筛制备领域，具体涉及一种用于VOCs吸附的Y型分子筛的制备方法。

背景技术

挥发性有机物(VOCs)是指在常压下，以气态分子的形态排放到空气中的所有有机化合物的总称，它不仅会危害人的身体健康，还是PM2.5形成的关键前体物，可以和氮氧化物发生光化学反应，造成光化学污染。我国面临十分严重的VOCs大气污染和二次污染等环境问题，针对工业生产中VOCs气体浓度不一、风量大、温度低、含水等特点，满足工业VOCs吸附所需的新材料的开发迫在眉睫。

分子筛因其丰富的孔道、选择性吸附与耐热性的特性，开始受到吸附剂行业的青睐。Y型分子筛有丰富的微孔，孔口尺寸0.78nm左右，限制了直径较大VOCs分子筛的吸附到直径约1.3nm的空腔，其疏水性差也限制了其在VOCs处理中的广泛应用。因此孔道通透性、疏水性成为Y型分子筛作为吸附剂的重要因素。

CN110627089A公开了一种介孔Y型分子筛及其制备方法与应用。该制备方法不使用模板剂以铝源、锆源、硅源、碱源以及水为原料制备凝胶实现介孔Y型分子筛的直接合成。

CN111099615B公开了一种介孔分子筛的制备方法，采用将Y型分子筛与有序介孔导向剂溶液预先接触之后再碱处理的方法来提高介孔Y型分子筛内部介孔有序度。

CN110902691B公开了一种Y型分子筛疏水改性的方法，以Y型分子筛为原料，在固定床反应器内，首先进行高温活化，然后在含有偶联剂的氮气流中进行硅烷化反应0.5～4h，之后在反应器内通入氧气进行覆硅改性，得到疏水Y型分子筛。

CN112892471A公开了一种超高疏水性能VOCs吸附剂分子筛的制备方法，采用一步法对分子筛产品进行表面硅烷化处理得到超高疏水性能的HZSM5分子筛。

上述方法中单一的解决了分子筛的介孔或疏水性问题，而未能同时提高Y型分子筛的介孔与疏水性能。

发明内容

本发明公开了一种用于VOCs吸附的Y型分子筛的制备方法，旨在增加介孔同时改善疏水性的问题。为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种用于VOCs吸附的Y型分子筛的制备方法，其具体步骤如下：

本发明所述步骤(1)中长链烷基磺酸盐可以是钠盐、铵盐，长链烷基可以是C₁₀-C₁₆烷基，加入量为制得NaY的0.5-3wt％。

本发明所述步骤(2)中交换后控制Na₂O≤2.5wt％，改性硅油可以是聚醚改性硅油或长链烷基改性硅油，加入比例以SiO₂计，为Y型分子筛干基的1-5wt％。

本发明所述步骤(3)中甲基硅油的粘度为100厘斯、350厘斯或500厘斯，加入比例以SiO₂计，为Y型分子筛干基的1-10wt％。

本发明所述步骤(2)(3)焙烧时，需通入一定比例的空气，使硅油能够分解完全。

本发明的区别与有益之处

(1)NaY晶化中加入长链烷基磺酸钠可以形成一些直透晶粒表面的介孔，有利于有机物分子的扩散。

(2)硅油燃烧分解后产生CO₂、SiO₂和H₂O，其中的SiO₂可插入脱铝形成的孔穴中，或沉淀于硅羟基表面，形成疏水性。