[发明专利]一种高性能沸石复合吸附材料及其制备方法和应用

说明书

一种高性能沸石复合吸附材料及其制备方法和应用，该复合材料由沸石、木浆纤维、特种纤维、非水溶性阻燃剂及胶黏剂制成。本发明制备的复合吸附材料添加了沸石、特种纤维和非水溶性阻燃剂等多种组分，具有阻燃性高、疏水性好、热稳定性好、化学稳定性好、孔隙结构发达、比表面积大、机械强度高、不易粉化、气体通道可调控等特性，特别适用于各类VOCs废气的吸附净化处理。本发明原料来源广泛，工艺过程简单，可自由地加工成不同形态的纤维制品(毡、带、布等)，在固定床吸附和转轮吸附应用中具有吸附能力强、可原位再生和循环使用、吸/脱附速率快、压降小等优点。

技术领域

本发明属于功能材料技术领域，具体涉及一种高性能沸石复合吸附材料及其制备方法和应用。

背景技术

VOCs(挥发性有机物)一般指常压状态下沸点在50-260℃之间，室温下饱和蒸汽压超过134Pa，且具有很强挥发性的有机化合物。吸附法具有处理效率高、操作简单、运行稳定等优势，被广泛应用于处理各类VOCs气体。

吸附法常用的吸附剂是活性炭和沸石。活性炭孔穴丰富，比表面积大，具有较好的广谱适用性；沸石晶体结构均一，孔洞直径具有“分子筛分”作用，具有一定的选择吸附性。与活性炭相比，沸石具有不燃、安全性好、可高温脱附、再生效率高等优点。近年来，蜂窝沸石被广泛应用于各类VOCs气体的处理，净化效率高达98％以上。蜂窝沸石由于其独特的蜂窝状结构，空气动力学性能好，开孔率高，床层压降小，吸附脱附速率快，但是其存在机械强度低、易粉化等缺点。蜂窝沸石的制造方法主要有挤压法和浸渍法，如专利CN101905145A公开了一种分子筛蜂窝材料及其制备方法，其采用挤压法制造工艺简单，但是分子筛的晶格在高强度的挤压下容易破坏，从而失去吸附能力；而浸渍法制备程序复杂，成本昂贵，且沸石与载体表面结合力不强，容易出现分子筛剥落导致吸附效率降低。专利文献CN102389773A公开了一种吸附挥发性有机物的分子筛蜂窝体的制造方法，该工艺解决了分子筛吸附能力降低和分子筛易剥落问题，但是该材料需要通过650-700℃的高温焚烧，过程复杂、能耗较高。因此，需要进一步优化沸石材料制备方法。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种高性能沸石复合吸附材料，兼具了特种纤维和沸石的优点，具有阻燃性高、疏水性好、热稳定性好、化学稳定性好、孔隙结构发达、比表面积大、机械强度高、不易粉化、气体通道可调控等特性。本发明的另一目的是提供一种上述高性能沸石复合吸附材料的制备方法。本发明还有一目的是提供一种上述高性能沸石复合吸附材料的应用。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种高性能沸石复合吸附材料，制备原料含有沸石组分、特种纤维组分和非水溶性阻燃剂组分。

所述的高性能沸石复合吸附材料，粉末状沸石的重量百分比为45～75％，特种纤维的重量百分比为1～15％。

所述的高性能沸石复合吸附材料，由以下重量百分比的成分组成：粉末状沸石45～75％，木浆纤维10～30％，特种纤维1～15％，非水溶性阻燃剂1～15％，胶黏剂2～15％，各组分之和为100％。

所述胶黏剂为聚乙烯醇、淀粉、壳聚糖的一种或多种。

所述木浆纤维为针叶木浆和阔叶木浆中的一种或多种。

所述非水溶性阻燃剂是磷酸三聚氰胺、磷酸铝、磷酸镁、偏磷酸铝、氢氧化镁、氢氧化铝中的一种或多种。

所述沸石为疏水性分子筛的一种或多种，沸石的粒径为100目-600目。

所述的高性能沸石复合吸附材料的制备方法，包括以下步骤：

a)将打浆度30-70°SR的木浆纤维、粉末状沸石、胶黏剂与特种纤维按配比加水进行均匀混合，混合物料浓度为0.05-0.5％；