[发明专利]一种疏水性吸附剂及其制备方法

说明书

一种疏水性吸附剂，该吸附剂包括由硅元素和金属元素构成的骨架结构，所述的金属元素为B族元素或VIII族元素。该吸附剂可以高效的吸附含湿的挥发性有机污染物。

技术领域

本发明涉及一种疏水性吸附剂，具体地，涉及一种挥发型有机污染物的疏水性高效吸附剂及其制备方法。属于分子筛合成及大气污染控制与资源化领域。

背景技术

挥发性有机物，简称VOCs，主要包括脂肪烃、芳香烃、醛酮类、醇类、酯类以及卤代烃等，主要来源于精细化工、石油化工、制药、汽车维修、餐饮油烟、印刷等行业。大多数VOCs有毒，对人类的身体健康和生态环境产生极大的危害。此外，各类行业标准及地方标准也陆续颁布，排放要求的日益严苛使得高效VOCs处理技术的研发迫在眉睫。

目前VOCs的消除技术主要分为回收和销毁两类，具体地，包括吸附、吸收、冷凝、膜分离以及直接燃烧、催化燃烧、光催化降解、生物降解、等离子体等技术。其中，吸附法因工艺成熟、可回收、净化彻底等优势被广泛应用于VOCs的回收处理过程中，并且能够适用于较大浓度波动范围，通常与浓缩回收或者催化燃烧相结合，被认为是VOCs回收和销毁最有前景的处理措施。吸附技术是利用吸附剂较大的比表面积，发达的孔结构和表面存在的活性官能团，通过物理或化学反应将吸附质固定在吸附剂表面。吸附剂的性能优劣是吸附法有效与否的关键因素。良好的VOCs吸附剂应具备优异的吸附能力、发达的空隙结构、较强的疏水性能以及易于再生等特点。分子筛材料因具有对VOCs分子良好的吸附性能和高温再生性能，且无毒无害被广泛应用和研究。但是实际工业应用中VOCs气体通常含有水分，甚至高达80％，吸附剂的疏水性成为决定吸附剂性能的关键性因素。目前，通常是提高分子筛的硅铝比，如：采用纯硅基材料，或者采用偶联剂等对分子筛进行改性以提高其表面疏水性。

为了扩宽VOCs吸附剂种类，特提出本申请。

发明内容

本申请的目的在于提供一种疏水性吸附剂，该吸附剂可以高效的吸附挥发性有机污染物。

本申请的另一目的是提供一种疏水性吸附剂的制备方法，在制备过程中，通过过程控制或者改性晶种等引入非铝金属元素，制备的疏水性吸附剂具有良好的微孔-介孔/大孔性质。

本申请的再一目的是提供一种疏水性吸附剂的制备方法，在制备过程中，通过过程控制或者改性晶种等引入非铝金属元素，得到的吸附剂具有较高的结晶度以及稳定性。

一种疏水性吸附剂，该吸附剂包括由硅元素和金属元素构成的骨架结构，所述的金属元素为B族元素或VIII族元素。

进一步，疏水性吸附剂为Pentasil分子筛，Pentasil分子筛包括由硅元素和金属元素构成的骨架结构。

该吸附剂对挥发性有机物具有强的吸附性能。

另一方面，一种疏水性吸附剂的制备方法，包括下如下步骤：将含硅元素的物质、碱金属氢氧化物、模板剂、水和含金属元素的物质进行混合得到混合物；混合物经过晶化后，将固态物质从母液中分离出来，固体物质经干燥、焙烧之后得到疏水性吸附剂；其中，所述的金属元素为B族元素和/或VIII族元素。

该制备方法可以实现将金属元素B或者VIII族元素直接引入并在分子筛晶相中高度分散的目的，避免了通过后处理引入金属元素过程繁杂的步骤以及过度的金属源消耗。

另外，通过这种制备方法，能够避免疏水改性过程中分子筛材料孔隙被改性剂堵塞，骨架因脱铝而受损等问题。

该制备方法简单，成本较低，适合工业化生产，具有重要的应用前景。

附图说明

图1是本发明制备的不同骨架结构分子筛的XRD谱图；

图2是实例1-11产品分子筛的SEM形貌图

图3本发明中所合成分子筛的孔径分布图代表示例