本发明涉及沸石吸附剂领域,尤其涉及一种沸石吸附剂及其制备方法和应用。
背景技术:
1、沸石是一种在工业环境中去除烃,放射性阳离子,氨和重金属阳离子的高效吸收剂和吸附剂的优秀材料。本质上,沸石起着分子筛的作用,可以吸收、结合并固定其蜂窝结构中的固体颗粒、液体和气体。因此,沸石可防止污染物和毒素释放到脆弱的生态系统中。
2、为了增加沸石的吸附能力,通常采用酸洗法来增加沸石的孔洞面积。由于酸洗法会产生大量的废酸,废酸容易造成地下水的污染。因此,目前仍需要具有较高孔隙度而且对环境影响较小的沸石吸附剂。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不易制备对环境友好的高孔隙度沸石吸附剂的问题,本发明提供一种沸石吸附剂及其制备方法和应用,能够提高扩大沸石比表面积,提高吸附能力,且对环境污染较小,能够应用于二氧化碳吸附领域。
2、为实现上述目的,本发明提供了如下技术方案:一种沸石吸附剂的制备方法,具体包括如下步骤:
3、s1:将沸石采用去离子水清洗后粉碎,然后在50-60℃条件下,将粉碎后的沸石与2-4wt%的碳酸钠溶液充分接触,然后进行除杂和烘干除菌;
4、s2:将步骤s1烘干除菌后的物料粉碎并按照粒径进行分类,得到粒径为80-90目的第一物料、粒径为180-210目的第二物料以及粒径为250-400目的第三物料;
5、s3:在空气或具有与空气同等氧化性能的气体流通下,对步骤s3制得的第一物料、第二物料和第三物料分别在370℃-430℃下活化处理180-240min;
6、s4:将活化后的第一物料、活化后的第二物料和活化后的第三物料按照重量比为(6-8):(3-1):(0.5-1.5)混合均匀,得到改性沸石;然后将改性沸石与粘结剂混合得到沸石吸附剂,优选地,活化后的第一物料、活化后的第二物料和活化后的第三物料按照重量比为7:2:1。
7、进一步地,在步骤s1中,所述沸石的含水量为18-20wt%,粉碎得到的沸石粒径为0.8-3.5㎝。
8、进一步地,在步骤s1中,沸石颗粒与碱水溶液接触时间为160-210min。
9、进一步地,在步骤s1中,所述烘干除菌的条件为:烘干温度为100-115℃,烘干时间为160-200min;优选地,烘干温度为105℃,烘干时间为180min。
10、进一步地,在步骤s2中,烘干除菌后的物料采用气流磨进行粉碎。
11、通过采用上述技术方案:采用气流磨主要用于碰撞、切割和摩擦进行粉碎,切割对物料表面积和沸石中间的溶洞影响较小,从而能够保留更大的溶洞空间,使得沸石吸附剂具有更大的吸附能力。
12、进一步地,在步骤s4中,所述改性沸石和粘结剂的重量比为(92-96):(4-8),优选地,所述改性沸石和粘结剂的重量比为94:6。
13、进一步地,所述粘结剂选自改性膨润土,所述改性膨润土采用如下方法制得:
14、将膨润土与质量浓度为2-4%的碳酸钠溶液混合均匀,静置70-74h后,在150-550℃下烘干处理50-70min,最后研磨,得到粒径为180-220目的改性膨润土,优选地,改性膨润土的粒径为200目。
15、进一步地,所述膨润土吸蓝量为≥35g/mg,膨润值为≥70m/3g。
16、为实现上述目的,本发明还提供了如下技术方案:一种沸石吸附剂,采用所述的沸石吸附剂制备方法制备而成,所述沸石吸附剂通过铵吸附测量,其吸铵值为155-175mmol/100g。
17、为实现上述目的,本发明还提供了如下技术方案:沸石吸附剂的用途,用于吸附生产环境中产生的有害气体和霉菌毒素。
18、进一步地,沸石吸附剂应用于二氧化碳排放量极大的各种养殖场、水产养殖、饲料添加、农作物种植、果蔬种植、有机肥料、土壤改良、各种污染场所的空气净化和医药等领域。
19、综上所述,本发明具有以下有益效果:
20、第一、采用水洗和碱洗以及高温的协同配合,采用去离子水清洗能够增加离子交换的作用,采用碱水溶液浸泡,碱水溶液进一步增加离子交换,通过物理吸附和离子交换吸附相结合,使得改性沸石具有更大的溶洞空间,进而具有较高的吸附能够力。
21、第二、通过多规格粒径沸石的混合,使得改性后的沸石能够实现对不同对象的吸附,扩大沸石吸附剂的吸附范围。
1.一种沸石吸附剂的制备方法,其特征在于,具体包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的沸石吸附剂的制备方法,其特征在于,在步骤s1中,所述沸石的含水量为18-20wt%,粉碎得到的沸石粒径为0.8-3.5㎝。
3.根据权利要求1所述的沸石吸附剂的制备方法,其特征在于,在步骤s1中,沸石颗粒与碱水溶液接触时间为160-210min。
4.根据权利要求1所述的沸石吸附剂的制备方法,其特征在于,在步骤s1中,所述烘干除菌的条件为:烘干温度为100-115℃,烘干时间为160-200min。
5.根据权利要求1所述的沸石吸附剂的制备方法,其特征在于,在步骤s2中,烘干除菌后的物料采用气流磨进行粉碎。
6.根据权利要求1所述的沸石吸附剂的制备方法,其特征在于,在步骤s4中,所述改性沸石和粘结剂的重量比为(92-96):(4-8)。
7.根据权利要求1所述的沸石吸附剂的制备方法,其特征在于,所述粘结剂选自改性膨润土,所述改性膨润土采用如下方法制得:
8.根据权利要求7所述的沸石吸附剂的制备方法,其特征在于,所述膨润土吸蓝量为≥35g/mg,膨润值为≥70m/3g。
9.一种沸石吸附剂,其特征在于,采用权利要求1-8任意一项所述的沸石吸附剂制备方法制备而成,所述沸石吸附剂通过铵吸附测量,其吸铵值为155-175mmol/100g。
10.根据权利要求9所述的或能够根据权利要求1-8任意一项所述的方法获得的沸石吸附剂的用途,用于吸附生产环境中产生的有害气体和霉菌毒素。