一种分子筛吸附型材的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及分子筛及其制备技术领域，具体涉及一种分子筛吸附型材的制备方法。
【背景技术】
[0002]活性炭、分子筛等吸附材料在去除挥发性有机物等用途中已广泛使用。相对于传统的活性炭材料，分子筛作为无机材料具有不可燃的安全性，可以处理更高沸点的V0C成分，疏水性分子筛的吸附性能对湿度不敏感，可以对有机废气进行选择性吸附，这种技术的应用正日益扩大。不过，分子筛的结构规整，孔径大小均一，只对与其孔径和极性相当的分子有较好的吸附效果，而废气成分通常很复杂，各种化合物的分子尺寸和极性大小各不相同，使用单一的分子筛难以实现对所有成分的有效覆盖。
[0003]目前现有技术已经开发出具有微孔和介孔的多级孔结构的分子筛，主要作为重油催化裂解用途，实现对长链大分子烃类的分步裂化，同理，使用介孔和微孔分子筛复合或共晶，也是为了实现对大分子的分步催化，但这种方法并不是针对有机小分子，不能解决上述问题；也有使用共晶生长多种分子筛的复合物的方法，但这种工艺难以精确控制，重复性差，且受合成条件限制，能实现的分子筛组合有限，不能很好的实现预期范围的孔径梯度分布。
【发明内容】
[0004]本发明的任务在于提供一种分子筛吸附型材的制备方法，该方法制备得到的型材的孔径分布比单一分子筛丰富，可以覆盖大部分挥发性有机物、异味气体等需处理气体，处理范围广。
[0005]其技术解决方案包括:
[0006]一种分子筛吸附型材的制备方法，依次包括以下步骤:
[0007]a、制备型材，型材的制备选用方法a:或方法a 2，所述的方法a:是将二氧化硅、氧化铝、硅酸铝或二氧化钛粉末挤出得到型材；所述的方法a2是选用直径为2-20微米，长度为500-8000微米的纤维的混合物进行抄纸，然后挤压成具有凹凸面的纸，所得凹凸面的纸粘结在平纸上形成层状体，将所述层状体通过堆积或卷绕成型材，所述纤维的混合物是选用合成纤维或天然纤维中的至少一种与陶瓷纤维、玻璃纤维或活性炭纤维中的至少一种混合；
[0008]b、对步骤a所得型材分别进行一级氧化、二级氧化和水蒸气处理，以将型材中的合成纤维或/和天然纤维中转化为活性炭纤维，其中一级氧化是在惰性并且温度为150-300°C的条件进行的，二级氧化是在惰性并且温度为700-900°C的条件进行的；
[0009]c、向处理后的型材表面粘附无机粘合剂，将分子筛均匀粘附在型材表面及缝隙处、干燥，得分子筛吸附型材坯体；
[0010]d、将步骤c所得分子筛吸附型材坯体在热风温度为50_600°C进行干燥，即得分子筛吸附型材；所得分子筛吸附型材的结构为蜂窝状，由若干个平行孔道组成，每个孔道的高度为l_30mm，每个孔道的宽度为2_60mm，其比表面积为200_400m2/g。
[0011]该制备方法中选用多种分子筛的组合并将其粘附在型材表面及缝隙处，实现型材上不同的孔径分布，上述步骤d中通过热风进行干燥时，需要保留活性炭纤维时，需在惰性气氛下实施。
[0012]优选的，分子筛为MFI型、BEA型、FAU型或M0R型中的一种或多种的组合。
[0013]优选的，步骤c中，无机粘合剂为硅溶胶和铝溶胶。
[0014]优选的，步骤c中，所述的分子筛是MFI型、BEA型、FAU型和M0R型四种分子筛的组合。
[0015]优选的，步骤c中，无机粘合剂通过浸渍、喷涂或淋洗的方式将分子筛粘附在型材表面。
[0016]本发明所带来的有益技术效果:
[0017]本发明选用不同类型的分子筛组合，如MFI和BEA型组合的分子筛，或BEA、FAU与M0R型组合的分子筛，将不同类型的分子筛粘附在型材的表面及缝隙中，与单一分子筛相比，本发明分子筛吸附型材孔径分布丰富，可以覆盖大部分挥发性有机物、异味气体等需处理气体，处理范围广；
[0018]在型材的制备方法，可选用多种纤维混合物进行抄纸，陶瓷纤维具有高耐热性，玻璃纤维具有耐热性和高强度，活性炭纤维具有吸附作用，天然纤维或合成纤维的强度大，亲水性强，可以增加纤维间的作用力，相比之前的型材制备步骤，多种纤维混合具有更好的加工和使用性能。
[0019]本发明制备方法操作简单，按照一定的方法和步骤，根据实际气体组成情况，结合分子筛的特点，将分子筛组合附着于型材上，实现型材上不同的孔径分布，材料制备和过程处理工艺具有针对性，应用灵活；
[0020]本发明制备方法能够制备尺寸和形态各异的分子筛型材，如层状或块状结构，可以作为功能部件，单独使用或组装使用，也可以作为载体继续附加其它材料，具有物料通量大、接触面积大的优点。
【具体实施方式】
[0021]本发明提出了一种分子筛吸附型材的制备方法，为了使本发明的优点、技术方案更加清楚、明确，下面结合具体实施例对本发明做详细说明。
[0022]本发明选用的纤维按照重量份数计，分别是陶瓷纤维0.1-80份、玻璃纤维0.1-80份、活性炭纤维0.1-80份、合成纤维0.1-10份和天然纤维0.1-10份；根据纤维的种类和重量份数可有下列几种组合:
[0023]如选用两种纤维:陶瓷纤维80份、合成纤维10份；或玻璃纤维80份、天然纤维10份；或陶瓷纤维80份、天然纤维10份；
[0024]根据上述纤维的种类和重量份数，本领域技术人员还可随机分为不同组合。
[0025]本发明选用的分子筛为MFI型、BEA型、FAU型或M0R型的一种或多种的组合，如两种的组合:MFI型和BEA型分子筛、FAU型和M0R型分子筛；如三种的组合:MFI型、BEA型和FAU型分子筛，BEA型、FAU型和M0R型分子筛；如四种的组合，MFI型、BEA型、FAU型和M0R型分子筛。本发明优选四种的组合，四种不同类型的分子筛组合粘附在型材表面，其孔径分布丰富，可以满足对不同气体的吸附。
[0026]实施例1:
[0027]本实施例中选用的分子筛是MFI型。
[0028]本实施例，分子筛吸附型材的制备方法，具体包括以下步骤:
[0029]步骤1、制备型材，将二氧化硅、氧化铝、硅酸铝或二氧化钛粉末挤出得到型材；
[0030]步骤2、向所得型材表面粘附无机粘合剂如硅胶和铝胶，将MFI型分子筛通过浸渍法均匀粘附在型材表面及缝隙处、干燥，得分子筛吸附型材坯体；
[0031]步骤3、将分子筛吸附型材坯体在热风温度为600°C进行干燥，即得分子筛吸附型材。
[0032]实施例1所制备的MFI型分子筛型材的孔道宽1.8mm，高3mm，BET表面积为200m2/g，微孔孔径集中于0.4-0.5nm。
[0033]实施例2:
[0034]与实施例1不同之处在于，步骤1中制备型材的步骤是:选用直径为2-20微米，长度为500-8000微米的纤维的混合物进行抄纸，其中，纤维的混合物是陶瓷纤维、玻璃纤维、活性炭纤维、合成纤维和天然纤维的混合物，然后挤压成具有凹凸面的纸，所得凹凸面的纸粘结在平纸上形成层状体，将层状体通过堆积或卷绕成型材，得到型材；在负载分子筛之前，经过预氧化(惰性气氛，150-300°C )、高温氧化(惰性气氛，700-900°C )和水蒸气处理，可以将型材中的合成纤维或天然纤维，如聚丙烯腈、粘胶纤维等转化为活性炭纤维；热风干燥时如需要保留活性炭纤维时，需在惰性气氛下实施。
[0035]实施例2所制备的MFI型分子筛型材的孔道宽1.8mm，高3mm，BET表面积为220m2/g，微孔孔径集中于0.4-0.5nm。
[0036]实施例3:
[0037]本实施例选用的分子筛是MFI型和BEA型分子筛。
[0038]本实施例，分子筛吸附型材的制备方法，具体包括以下步骤:
[0039]步骤1、选用直径为2-20微米，长度为500-8000微米的纤维的混合物进行抄纸，其中，纤维的混合物是陶瓷纤维、玻璃纤维、活性炭纤维、合成纤维和天然纤维的混合物，陶瓷纤维、玻璃纤维和活性炭纤维均为80份，合成纤维和天然纤维均为10份，然后挤压成具有凹凸面的纸，所得凹凸面的纸粘结在平纸上形成层状体，将层状体通过堆积或卷绕成型材，得到型材；在负载分子筛之前，经