一种多级孔道复合分子筛吸附剂的制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种多级孔道复合分子筛吸附剂的制备方法，是针对挥发性有机化合物污染环境的情况，采用硅溶胶、正硅酸乙酯、硫酸铝、氢氧化钠、盐酸、溴化六甲双铵、十六烷基三甲基溴化铵、去离子水为原料，先合成十元环微孔分子筛，然后合成微孔-介孔分子筛，经恒温箱加热、反应釜晶化反应、淬冷、真空干燥、高温焙烧，最终合成多级孔道复合分子筛吸附剂，此制备方法工艺先进、数据准确翔实，制备的多级孔道复合分子筛吸附剂晶粒直径≤1.5μm，孔道直径≤2.83nm，产物纯度达96%，可直接用于挥发性有机化合物的吸附剂，也可与多种化学物质匹配，作为吸附材料使用，是十分理想的多级孔道分子筛吸附剂的制备方法。
【专利说明】一种多级孔道复合分子筛吸附剂的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种多级孔道复合分子筛吸附剂的制备方法，属吸附剂制备及应用的【技术领域】。
【背景技术】
[0002]挥发性有机化合物，简称VOCs，是指常压下沸点低于260°C的有机化合物，主要包括烷类、芳烃类、酯类、醛类，VOCs主要来自于石油化工、药物合成、涂料、印刷、制鞋、电子元件制造以及汽车尾气，是排放量较大的大气污染物，而且易燃易爆，会对生产、运输安全造成巨大的威胁；其中一些VOCs物质具有极强的致癌性和基因毒性，甚至会损害中枢神经系统和肝脏；VOCs还会与NOx在光照作用下发生光化学反应，形成光化学烟雾造成二次污染，故VOCs对环境和人类的危害十分严重。
[0003]如何治理和净化挥发性有机化合物VOCs已是当务之急，目前最常用的方法为吸附法，例如用微孔沸石和活性炭做吸附剂，但由于微孔沸石孔径较小、孔容较窄，对大分子VOCs的扩散吸附能力较弱并且难以脱附，易产生积碳现象堵塞孔道，造成吸附剂失活，起不到治理和净化的作用；介孔分子筛具有较大的孔容、孔径和比表面积，对于大分子的VOCs吸附十分有利，例如专利CN103495405A介绍了一种介孔分子筛吸附剂，但介孔分子筛的酸-碱性和稳定性都达不到微孔分子筛的水平；目前治理和净化VOCs的方法和吸附材料依旧存在较多弊端，还在不断的研究中。
【发明内容】
[0004]发明目的
[0005]本发明的目的是针对【背景技术】的状态和不足，制备一种具有高甲苯吸附性能的多级孔道复合分子筛吸附剂，先合成十元环微孔分子筛，然后合成微孔-介孔分子筛，即多级孔道复合分子筛吸附剂，以大幅度提高吸附剂的吸附功能，增强VOCs的治理效果。
[0006]技术方案
[0007]本发明使用的化学物质材料为:硅溶胶、正硅酸乙酯、硫酸铝、氢氧化钠、盐酸、溴化六甲双铵、十六烷基三甲基溴化铵、去离子水、氮气，其准备用量如下:以克、毫升、厘米3为计量单位
[0008]硅溶胶=SiO2.H2O 水溶液浓度 30%9.8mL±0.0OlmL
[0009]正硅酸乙酯:Si(OC2H5)4 水溶液浓度 28%2.1mL±0.0OlmL
[0010]硫酸铝=Al2(SO4)3.18Η200.54g±0.0Olg
[0011]氢氧化钠:Na0H0.65g±0.0Olg
[0012]盐酸:HC1水溶液浓度 20%0.ImL±0.0OlmL
[0013]溴化六甲双铵:[(CH3)3N+ (CH2) 6N+ (CH3) 3].2Br_2g±0.0Olg
[0014]十六烷基三甲基溴化铵=C16H33(CH3)3NBr0.42g±0.0Olg
[0015]去离子水:H205000mL±50mL[0016]氮气:N2300000cm3±IOOcm3
[0017]制备方法如下:
[0018](I)制备十元环微孔分子筛
[0019]十元环微孔分子筛的制备是在反应釜内进行的，是在恒温箱中定温加热、静态晶化过程中完成的；
[0020]①配制凝胶混合溶液
[0021]称取硫酸铝0.54g±0.0Olg，氢氧化钠0.4g±0.0Olg，溴化六甲双铵2g±0.0Olg ；
[0022]量取硅溶胶9.8mL±0.0OlmL,去离子水 8mL±0.0OlmL ；
[0023]将以上称量好的物质混合于聚四氟乙烯容器内，用磁力搅拌器搅拌，搅拌时间30min,使添加物质充分溶解，形成凝胶混合溶液；
[0024]②将装有凝胶混合溶液的聚四氟乙烯容器放入反应釜中，并密闭；
[0025]③将反应釜放入恒温箱中，密闭加热至180°C ±2°C恒定，在溴化六甲双铵模板剂的作用下，静态晶化60h ；
[0026]凝胶混合溶液的晶化过程反应式如下:
[0027]
【权利要求】
1.一种多级孔道复合分子筛吸附剂的制备方法，其特征在于:使用的化学物质材料 为:硅溶胶、正硅酸乙酯、硫酸铝、氢氧化钠、盐酸、溴化六甲双铵、十六烷基三甲基溴化铵、 去离子水、氮气，其准备用量如下:以克、毫升、厘米3为计量单位 硅溶胶:Si02.H2O 水溶液浓度 30%9.8mL±0.0OlmL 正硅酸乙酯:Si (OC2H5)4水溶液浓度28%2.lmL±0.0OlmL 硫酸铝=Al2(SO4)3.18H200.54g±0.0Olg 氢氧化钠:Na0H0.65g±0.0Olg 盐酸:HC1水溶液浓度20%0.1mL ± 0.0OlmL 溴化六甲双铵=E(CH3)3N+(CH2)6N+(CH3)3].2Br_2g±0.001g 十六烷基三甲基溴化铵=C16H33(CH3)3NBr0.42g±0.0Olg 去离子水:H205000mL±50mL 氮气:N2300000cm3± IOOcm3 制备方法如下: (I)制备十元环微孔分子筛 十元环微孔分子筛的制备是在反应釜内进行的，是在恒温箱中定温加热、静态晶化过程中完成的； ①配制凝胶混合溶液 称取硫酸铝0.54g±0.0Olg，氢氧化钠0.4g±0.0Olg，溴化六甲双铵2g±0.0Olg ； 量取硅溶胶9.8mL±0.0OlmL,去离子水8mL±0.0OlmL ； 将以上称量好的物质混合于聚四氟乙烯容器内，用磁力搅拌器搅拌，搅拌时间30min，使添加物质充分溶解，形成凝胶混合溶液； ②将装有凝胶混合溶液的聚四氟乙烯容器放入反应釜中，并密闭； ③将反应釜放入恒温箱中，密闭加热至180°C±2°C恒定，在溴化六甲双铵模板剂的作用下，静态晶化60h ； 凝胶混合溶液的晶化过程反应式如下:
2.根据权利要求1所述的一种多级孔道复合分子筛吸附剂的制备方法，其特征在于:多级孔道复合分子筛吸附剂的静态晶化制备是在反应釜内进行的，是在恒温箱中定温加热、静态晶化过程中完成的； 恒温箱(1)为矩形立式，恒温箱(1)内放置反应釜(7)，反应釜(7)内放置聚四氟乙烯容器(8)，聚四氟乙烯容器(8)内为凝胶混合溶液(9);在恒温箱(1)的下部为控制台(2)，在控制台(2)上设置液晶显示屏(3)、指示灯(4)、电源开关(5)、温度调控器(6)。
3.根据权利要求1所述的一种多级孔道复合分子筛吸附剂的制备方法，其特征在于:多级孔道复合分子筛吸附剂的焙烧是在焙烧炉内进行的，是在加热、氮气保护下完成的；焙烧炉(10)为立式矩形，焙烧炉(10)内为炉腔(11)，在炉腔(11)内底部为电阻加热工作台(18)，在电阻加热工作台(18)上部置放石英容器(19)，在石英容器(19)内放置多级孔道复合分子筛吸附剂(20 );在焙烧炉(IO )的下部为焙烧炉电控台(12 )，在焙烧炉电控台(12 )上设有焙烧炉显示屏(13)、焙烧炉指示灯(14)、焙烧炉电源开关(15)、焙烧温度控制器(16)、焙烧时间控制器(17)、真空泵控制器(28);在焙烧炉(10)的右下部设有真空泵(21)，并通过真空阀(22 )、真空管(23 )与炉腔(11)连通；在焙烧炉(10 )的左部设有氮气瓶(24)，并通过氮气阀(25 )、氮气管(26 )与炉腔(11)连通，炉腔(11)内由氮气(27 )充填。
【文档编号】B01J20/30GK103949204SQ201410151088
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年4月16日 优先权日:2014年4月16日
【发明者】杨冬花, 郑子良, 代蓉, 杨瑞娟, 郭超, 武正簧, 李晓峰, 窦涛 申请人:太原理工大学