[发明专利]一种应用于丙酮吸附的Y分子筛的脱铝改性方法

说明书

本发明公开一种提高Y分子筛疏水性的脱铝改性方法及不同反应条件对产物性能的影响，属于吸附剂的改性及其技术应用领域。本发明所述方法将Y分子筛与脱铝改性试剂按照固液比1:100均匀混合，置于水浴或油浴恒温磁力搅拌器中，在一定温度下反应一定时间，待冷却至室温后，固相产物经过去离子水洗涤、干燥，得到最终产物。本发明所述方法改性得到的吸附剂疏水性在一定程度上有所提高，且热稳定性较好，具有良好的应用价值和前景。

技术领域

本发明属于吸附剂技术领域，涉及一种应用于丙酮吸附的分子筛的脱铝改性方法，尤其涉及一种能够提高分子筛疏水性的改性方法。

背景技术

近年来，我国空气污染日趋严重，对人类生活、健康等方面造成极大危害，其中挥发性有机污染物(VOCs)的排放总量逐年增加，严重影响大气质量。世界卫生组织对VOCs的定义为：常温下饱和蒸汽压大于133.32Pa、常压下沸点在50-260℃的有机化合物，主要包括烃类、卤代烃及低沸点的多环芳烃类等。

VOCs主要有工业源、移动源和生活源三种来源，大量存在于空气、水体以及土壤当中，对环境和人类健康造成危害。VOCs具有毒性，会刺激眼睛、皮肤、呼吸系统等部位，严重时甚至可导致“三致”效应。另一方面，VOCs在受紫外线催化作用下，发生分解，与氮氧化物发生一系列化学反应，形成光化学烟雾。同时VOCs也是雾霾、二次有机气溶胶的主要前体物质。

对于VOCs主要有回收和销毁两种处理技术，通常还会将二者结合达到完全去除污染物的目的。回收技术包括吸附、冷凝、吸收、膜分离等，销毁技术则包括催化燃烧、生物降解、光催化等方法。选择VOCs的处理方法时，需要考虑废气量、废气浓度、成本等因素，而吸附法去除效率较高、能耗成本低、能够有效去除低浓度污染物，因此被广泛应用，目前技术也较为成熟，如沸石浓缩转轮就是一种利用吸附法的高效技术。沸石转轮可持续将低浓度有机废气浓缩10-20倍，在180-220℃下脱附再生，从而实现从大气量低浓度有机废气到小气量中高浓度有机废气的转化，此技术的关键就在于吸附剂得选择。

吸附材料种类繁多，包括活性炭、沸石分子筛、硅胶等等，其中活性炭是目前最常用的吸附剂，但研究发现，活性炭再生性能差、稳定性差、孔易堵塞，且具可燃性，存在安全隐患。而同具有较好吸附性能的分子筛耐高温、稳定性好、不可燃，还可根据污染物分子尺寸进行选择性吸附，具有一定应用前景。但是分子筛亲水性强，会优先吸附大量水分子，这将降低其对VOCs的吸附量。通过研究发现，通过某些改性手段提高分子筛硅铝比，可以增强其疏水性，提高应用价值。

分子筛的改性主要有两种方法：接枝改性和脱铝改性。接枝改性即硅烷化反应，在分子筛表面接枝有机官能团从而提高疏水性。脱铝改性包括离子交换、高温水热法、酸脱铝等方法，酸脱铝又可利用无机酸、有机酸或复合酸来对分子筛进行改性，如盐酸、草酸、酒石酸。但通常无机酸酸性较强，脱铝时可能会对分子筛骨架造成一定破坏，因此利用较少。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，选择一种简单、实用、成本较为低廉的脱铝方法，以实现成功改性，提高分子筛的疏水性，更好的应用于丙酮的吸附，并选取不同的反应温度与时间进行实验。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

步骤一，称取一定质量改性试剂，配置250mL一定浓度的脱铝试剂溶液，所述改性试剂为盐酸、草酸、柠檬酸中的一种，所述脱铝试剂溶液浓度为1mol/L、2mol/L、4mol/L或5mol/L；

步骤二，称取2.5gY分子筛，与250mL脱铝试剂溶液均匀混合并搅拌；

步骤三，将装于烧杯或烧瓶中的混合溶液放置于水浴或油浴恒温磁力搅拌器中，在90-150℃下恒温反应6-12h，水浴或油浴加热的同时进行磁力搅拌；

步骤四，改性后分子筛自然冷却至室温，固相产物通过过滤回收，用去离子水洗涤多次，然后在鼓风干燥箱中120℃下干燥12h，得到改性后的Y分子筛。