一种高效苯系VOCs气体吸附分子筛及制备方法与流程

一种高效苯系vocs气体吸附分子筛及制备方法
技术领域
[0001]
本发明属于分子筛技术领域，具体涉及一种高效苯系vocs气体吸附分子筛及制备方法。


背景技术：

[0002]
现有的分子筛合成技术存在工艺复杂、能耗高、生产成本高,及所制备的分子筛功能单一、性能差等问题；另一方面,随其他行业对高活性原料的需求增加,制备分子筛所需的含硅、含铝原料和碱的供应日趋紧张,价格不断上涨，分子筛的制备技术已远远不能适应其日益广阔的应用领域的要求,这些问题严重制约了分子筛学科的发展。
[0003]
目前行业内有很多品种的分子筛吸附剂，这些分子筛产品，根据其各自的晶格结构和孔道体系，可以应用于多种气体组分的吸附，具有一定的处理效果。但这些分子筛吸附剂在对于苯系vocs气体吸附效果并不理想，且其内部孔道极易被粉尘、水蒸气堵塞，很快就会失效。


技术实现要素：

[0004]
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种高效苯系vocs气体吸附分子筛及制备方法。
[0005]
本发明所采用的技术方案为：
[0006]
一种高效苯系vocs气体吸附分子筛，所述由如下重量份数的原料组成：硅藻土2份-4份；凹凸棒土0.5份-1.2份；高岭土1.3-1.8份；碳粉1.3-1.8份；zsm-5分子筛原粉0.5份-1.2份和硅溶胶4.2-6份。
[0007]
进一步的，所述硅溶胶的质量分数为30％的硅溶胶水溶液。
[0008]
进一步的，所述由如下重量份数的原料组成：硅藻土3份；凹凸棒土1份；高岭土1.5份；碳粉1.5份；zsm-5分子筛原粉1份和30％的硅溶胶水溶液5份。
[0009]
一种高效苯系vocs气体吸附分子筛的制备方法，包括步骤：
[0010]
将耐高温粉料采用碱液浸泡、水洗、干燥处理后，制成蜂窝网孔状基体；
[0011]
将硅藻土、凹凸棒土、高岭土、碳粉和zsm-5分子筛原粉混合后磨粉、过筛与硅溶胶水溶液混匀后，得到浆料；
[0012]
将浆料浸没过蜂窝网孔状基体的表面，浸泡后，得到附着好浆料的蜂窝载体；
[0013]
将附着好浆料的蜂窝载体干燥后，焙烧，得到高效苯系vocs气体吸附分子筛。
[0014]
进一步的，所述基体用碱液浸泡采用的碱液为质量分数为2％的氢氧化钠，浸泡时间为30min；所述基体进行水洗后，其表面的ph值小于8，干燥处理采用的处理方式为采用常温气体吹干。
[0015]
进一步的，所述过筛采取的筛网为200目筛。
[0016]
进一步的，所述蜂窝网孔状基体浸泡的时间为10min。
[0017]
进一步的，所述附着好浆料的蜂窝载体干燥采用的方式为采用80-100℃的热空气
吹扫60min以上，热空气流经附着好浆料的蜂窝载体的流速小于0.5m/s；所述焙烧包括步骤：将干燥的附着好浆料的蜂窝载体放入电加热炉中，电热炉采用如下方式焙烧：先用1h升温至250℃；250℃焙烧1h后，再用30min从250℃升温至600℃；600℃焙烧2h后，缓冷。
[0018]
本发明的有益效果为：本发明的一种高效苯系vocs气体吸附分子筛及制备方法通过选用多种轻量化的原料，采用硅藻土、凹凸棒土、高岭土、zsm-5分子筛原粉和硅溶胶的合理配比制成浆料，又本发明的制备方法中对焙烧的温度进行了优化，采用本发明的焙烧方式，可得到效果较佳的高效苯系vocs气体吸附分子筛；采用本发明的制备方法制成的高效苯系vocs气体吸附分子筛具有如下的特点：比重轻，约为250-300kg/m3；气体阻力小，只有同类型产品阻力降的55-60％；孔隙发达均匀，以中孔为主；对各种苯系vocs气体的吸附效果好，饱和吸附质量约为0.25-0.3g/g；不易堵塞；可采用高温蒸汽或热空气再生使用,从而本发明具有比重轻、气体阻力小、对各种苯系vocs气体的吸附效果好、不易堵塞和可再生使用的特点。
附图说明
[0019]
图1是本发明的焙烧曲线。
[0020]
图2是本发明的分子筛的测试曲线。
具体实施方式
[0021]
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步阐释。
[0022]
一种高效苯系vocs气体吸附分子筛，所述浆料由如下重量份数的原料组成：硅藻土2份-4份；凹凸棒土0.5份-1.2份；高岭土1.3-1.8份；zsm-5分子筛原粉0.5份-1.2份和硅溶胶4.2-6份。
[0023]
进一步的，所述硅溶胶的质量分数为30％的硅溶胶水溶液。
[0024]
进一步的，所述浆料由如下重量份数的原料组成：硅藻土3份；凹凸棒土1份；高岭土1.5份；碳粉1.5份；zsm-5分子筛原粉1份和30％的硅溶胶水溶液5份。
[0025]
一种高效苯系vocs气体吸附分子筛的制备方法，包括步骤：
[0026]
将粉料用碱液浸泡、水洗、干燥处理后，制成蜂窝网孔状基体；
[0027]
将硅藻土、凹凸棒土、高岭土、碳粉和zsm-5分子筛原粉混合后磨粉、过筛与硅溶胶水溶液混匀后，得到浆料；
[0028]
将浆料浸没过蜂窝网孔状基体的表面，浸泡后，得到附着好浆料的蜂窝载体；
[0029]
将附着好浆料的蜂窝载体干燥后，焙烧，得到高效苯系vocs气体吸附分子筛。
[0030]
进一步的，所述载体用碱液浸泡采用的碱液为质量分数为2％的氢氧化钠，浸泡时间为30min；所述载体进行水洗后，其表面的ph值小于8；载体干燥处理采用的处理方式为采用常温气体吹干。
[0031]
进一步的，所述过筛采取的筛网为200目筛。
[0032]
进一步的，所述蜂窝网孔状基体浸泡的时间为10min。
[0033]
进一步的，所述附着好浆料的蜂窝载体干燥采用的方式为采用80-100℃的热空气吹扫60min以上，热空气流经附着好浆料的蜂窝载体的流速小于0.5m/s；所述焙烧包括步骤：将干燥的附着好浆料的蜂窝载体放入电加热炉中，电热炉采用如下方式焙烧：先用1h升
温至250℃；250℃焙烧1h后，再用30min从250℃升温至600℃；600℃焙烧2h后，缓冷。
[0034]
实施例1
[0035]
一种高效苯系vocs气体吸附分子筛，所述由如下重量份数的原料组成：硅藻土2份；凹凸棒土0.5份；高岭土1.3份；碳粉1.3份；zsm-5分子筛原粉0.5份和硅溶胶4.2份。
[0036]
实施例2
[0037]
一种高效苯系vocs气体吸附分子筛，所述由如下重量份数的原料组成：硅藻土4份；凹凸棒土1.2份；高岭土1.8份；碳粉1.8份；zsm-5分子筛原粉1.2份和硅溶胶6份。
[0038]
实施例3
[0039]
一种高效苯系vocs气体吸附分子筛，所述由如下重量份数的原料组成：硅藻土3份；凹凸棒土0.8份；高岭土1.4份；碳粉1.4份；zsm-5分子筛原粉0.8份和硅溶胶4.8份。
[0040]
实施例4
[0041]
一种高效苯系vocs气体吸附分子筛，所述由如下重量份数的原料组成：硅藻土2.5份；凹凸棒土0.9份；高岭土1.6份；碳粉1.6份；zsm-5分子筛原粉0.9份和30％的硅溶胶水溶液5份。所述耐高温蜂窝网孔状基体的厚度为2mm，蜂窝网孔状基体大小为100*100*100mm，蜂窝孔数2500个。。
[0042]
一种高效苯系vocs气体吸附分子筛的制备方法，包括步骤：
[0043]
将耐高温粉料采用碱液浸泡、水洗、干燥处理后，制成蜂窝网孔状基体；
[0044]
将硅藻土、凹凸棒土、高岭土和zsm-5分子筛原粉混合后磨粉、过筛与硅溶胶水溶液混匀后，得到浆料；
[0045]
将浆料浸没过蜂窝网孔状基体的表面，浸泡后，得到附着好浆料的蜂窝载体；
[0046]
将附着好浆料的蜂窝载体干燥后，焙烧，得到高效苯系vocs气体吸附分子筛。
[0047]
所述载体用碱液浸泡采用的碱液为质量分数为2％的氢氧化钠，浸泡时间为30min；所述载体进行水洗后，其表面的ph值小于8；载体干燥处理采用的处理方式为采用常温气体吹干。所述过筛采取的筛网为200目筛。所述蜂窝网孔状基体浸泡的时间为10min。
[0048]
附着好浆料的蜂窝载体干燥采用的方式为采用90℃的热空气吹扫60min以上，热空气流经附着好浆料的蜂窝载体的流速小于0.5m/s；所述焙烧包括步骤：将干燥的附着好浆料的蜂窝载体放入电加热炉中，电热炉采用如下方式焙烧：具体如图1所示，先用1h升温至250℃；250℃焙烧1h后，再用30min从250℃升温至600℃；600℃焙烧2h后，缓冷。
[0049]
实施例5
[0050]
一种高效苯系vocs气体吸附分子筛，所述由如下重量份数的原料组成：硅藻土3.2份；凹凸棒土1份；高岭土1.7份；碳粉1.7份；zsm-5分子筛原粉0.7份和30％的硅溶胶水溶液4.9份。
[0051]
一种高效苯系vocs气体吸附分子筛的制备方法，包括步骤：
[0052]
将耐高温粉料采用碱液浸泡、水洗、干燥处理后，制成蜂窝网孔状基体；
[0053]
将硅藻土、凹凸棒土、高岭土、碳粉和zsm-5分子筛原粉混合后磨粉、过筛与硅溶胶水溶液混匀后，得到浆料；
[0054]
将浆料浸没过蜂窝网孔状基体的表面，浸泡后，得到附着好浆料的蜂窝载体；
[0055]
将附着好浆料的蜂窝载体干燥后，焙烧，得到高效苯系vocs气体吸附分子筛。
[0056]
载体用碱液浸泡采用的碱液为质量分数为2％的氢氧化钠，浸泡时间为30min；所
述载体进行水洗后，其表面的ph值小于8；载体干燥处理采用的处理方式为采用常温气体吹干。所述过筛采取的筛网为200目筛。所述蜂窝网孔状基体浸泡的时间为10min。
[0057]
附着好浆料的蜂窝载体干燥采用的方式为采用100℃的热空气吹扫60min以上，热空气流经附着好浆料的蜂窝载体的流速小于0.5m/s；所述焙烧包括步骤：将干燥的附着好浆料的蜂窝载体放入电加热炉中，电热炉采用如下方式焙烧：具体如图1所示，先用1h升温至250℃；250℃焙烧1h后，再用30min从250℃升温至600℃；600℃焙烧2h后，缓冷。
[0058]
实施例6
[0059]
一种高效苯系vocs气体吸附分子筛，所述由如下重量份数的原料组成：硅藻土3.5份；凹凸棒土1.1份；高岭土1.6份；碳粉1.6份；zsm-5分子筛原粉0.9份和30％的硅溶胶水溶液5份。
[0060]
一种高效苯系vocs气体吸附分子筛的制备方法，包括步骤：
[0061]
将耐高温粉料采用碱液浸泡、水洗、干燥处理后，制成蜂窝网孔状基体；
[0062]
将硅藻土、凹凸棒土、高岭土、碳粉和zsm-5分子筛原粉混合后磨粉、过筛与硅溶胶水溶液混匀后，得到浆料；
[0063]
将浆料浸没过蜂窝网孔状基体的表面，浸泡后，得到附着好浆料的蜂窝载体；
[0064]
将附着好浆料的蜂窝载体干燥后，焙烧，得到高效苯系vocs气体吸附分子筛。
[0065]
载体用碱液浸泡采用的碱液为质量分数为2％的氢氧化钠，浸泡时间为30min；所述载体进行水洗后，其表面的ph值小于8；载体干燥处理采用的处理方式为采用常温气体吹干。所述过筛采取的筛网为200目筛。所述蜂窝网孔状基体浸泡的时间为10min。
[0066]
所述附着好浆料的蜂窝载体干燥采用的方式为采用80℃的热空气吹扫60min以上，热空气流经附着好浆料的蜂窝载体的流速小于0.5m/s；所述焙烧包括步骤：将干燥的附着好浆料的蜂窝载体放入电加热炉中，电热炉采用如下方式焙烧：具体如图1所示，先用1h升温至250℃；250℃焙烧1h后，再用30min从250℃升温至600℃；600℃焙烧2h后，缓冷。
[0067]
实施例7
[0068]
一种高效苯系vocs气体吸附分子筛，所述由如下重量份数的原料组成：硅藻土3份；凹凸棒土1份；高岭土1.5份；碳粉1.5份；zsm-5分子筛原粉1份和30％的硅溶胶水溶液5份。
[0069]
一种高效苯系vocs气体吸附分子筛的制备方法，包括步骤：
[0070]
将耐高温粉料采用碱液浸泡、水洗、干燥处理后，制成蜂窝网孔状基体；
[0071]
将硅藻土、凹凸棒土、高岭土、碳粉和zsm-5分子筛原粉混合后磨粉、过筛与硅溶胶水溶液混匀后，得到浆料；
[0072]
将浆料浸没过蜂窝网孔状基体的表面，浸泡后，得到附着好浆料的蜂窝载体；
[0073]
将附着好浆料的蜂窝载体干燥后，焙烧，得到高效苯系vocs气体吸附分子筛。
[0074]
载体用碱液浸泡采用的碱液为质量分数为2％的氢氧化钠，浸泡时间为30min；载体进行水洗后，其表面的ph值小于8；载体干燥处理采用的处理方式为采用常温气体吹干。所述过筛采取的筛网为200目筛。所述蜂窝网孔状基体浸泡的时间为10min。
[0075]
所述附着好浆料的蜂窝载体干燥采用的方式为采用80-100℃的热空气吹扫60min以上，热空气流经附着好浆料的蜂窝载体的流速小于0.5m/s；所述焙烧包括步骤：将干燥的附着好浆料的蜂窝载体放入电加热炉中，电热炉采用如下方式焙烧：具体如图1所示，先用
1h升温至250℃；250℃焙烧1h后，再用30min从250℃升温至600℃；600℃焙烧2h后，缓冷。
[0076]
将实施例7的高效苯系vocs气体吸附分子筛经过实验测试可知，比重约为250-300kg/m3；气体阻力只有同类型产品阻力降的55-60％；孔隙发达均匀，以中孔为主。
[0077]
苯系vocs气体吸附实验
[0078]
将实施例7制备的高效苯系vocs气体吸附分子筛进行气体吸附测试。
[0079]
将高浓度(浓度约为1000ppm)的苯系vocs气体(以苯系物为主)以1m/s的气速通过厚度为300mm的高效苯系vocs气体吸附分子筛，测气体出口浓度，对所得数据进行曲线拟合得到如图2所示的分子筛的测试曲线。
[0080]
如图2所示，气体出口气体浓度表示苯系vocs气体在通过300mm厚的吸附床层后出口的苯系vocs浓度。
[0081]
如图2可知，整个吸附床层在吸附苯系vocs的过程中，其温度较为稳定，变化不大。从气体出口气体浓度曲线来看，随着时间的进行，以及吸附床层的吸附位的减少，气体出口的气体浓度缓慢上升，从图2的气体出口气体浓度曲线可知，从0到250min气体浓度并未超过10ppm；远远低于国家标准；从而本发明的高效苯系vocs气体吸附分子筛具有长效吸附、使用寿命长的特点；当该分子筛组成的吸附床层处理气体效果低于国家标准时，可采用高温蒸汽或热空气再生重新投入使用。从而本发明对苯系vocs具有较好的吸附效果，其饱和吸附质量约为0.25-0.3g/g；从而本发明具有比重轻、气体阻力小、对各种苯系vocs的吸附效果好、可再生使用的特点。
[0082]
本发明不局限于上述可选的实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。