[发明专利]一种阻燃疏水型多孔吸附剂、制备方法及其应用

说明书

本发明涉及一种阻燃疏水型蜂窝吸附剂、制备方法及其应用。所述阻燃疏水型蜂窝吸附剂的制备方法简单、机械强度高、耐水热稳定性强，在含湿气VOCs治理中具有良好的挥发性有机物吸附性能以及使用寿命长等优点。

技术领域

本发明涉及一种阻燃疏水型多孔吸附剂。更具体而言，本发明涉及阻燃疏水型多孔吸附剂、及其制备方法，本发明还涉及该阻燃疏水型多孔吸附剂在吸附处理挥发性有机物中的应用。

背景技术

近年来，随着国家对环保要求的日益提高，吸附法、催化氧化法、高温焚烧法、吸收法、冷凝法和膜分离法等回收技术广泛应用于各种含挥发性有机物(VOCs)的废气的回收/治理。其中，针对流量及浓度较为稳定的工业废气，已经有了相当成熟的治理方法，如采用催化氧化法处理PTA氧化尾气。然而，针对浓度及流量波动的含VOCs废气，单一的治理方法很难达到理想的效果。值得注意的是，对于风量较大(10000Nm³/h)、VOCs浓度较低(500mg/m³)的废气，采用冷凝法、膜分离法、吸收法等很难达到治标效果，高温焚烧虽然可以达标治理，但要补充大量的易燃气体如天然气等保持燃烧的温度，运行成本高。吸附-催化氧化法是近年来针对这一难处理尾气的通用方法，工艺中的吸附剂通常为蜂窝状活性炭，但蜂窝活性炭吸附剂孔径较小(一般为微孔)不适合吸附分子直径较大的VOCs分子，并且，蜂窝活性炭吸附剂在空气存在的条件下不耐高温，水热稳定性差，吸附的物质在脱附过程中发生自聚反应，而且会有局部热点的产生，进而影响装置运行的安全性和可靠性。例如，中国发明专利CN106395817A公布了一种蜂窝型活性炭的制备方法，其不足在于材料用量虽然较多但有效利用率不高，对气体的吸附量小。

ZL201510778243.2 公开了一种分子筛吸附型材的制备方法，过程中采用玻璃纤维涂覆分子筛的方法，但分子筛在玻璃纤维上的涂覆粘合性不高，在过程中可能会脱落，影响长周期使用。另外，通常VOCs气体中有少量水汽存在，这部分水汽会对亲水性较好的吸附剂吸附性能产生不利影响。为此，中国发明专利CN111203175A公开了一种蜂窝状疏水性分子筛吸附剂，原料包括疏水性分子筛和粘合剂，其特征在于，所述粘合剂包括有机粘合剂和无机粘合剂，但这种疏水分子筛在前期疏水改性中所用的疏水改性化合物用量大，制成蜂窝吸附剂后可利用的疏水表面有限，价格昂贵。

因此，现有技术中，亟需一种吸附剂，其可以低成本地制造，对于VOCs具有良好的吸附性并且水热稳定优异，可以长期使用。

发明内容

鉴于现有技术中的技术问题，本发明人在现有技术的基础上经过刻苦的研究，结果发现，通过使用选自凹凸棒土、高岭土中的至少一种作为原始基体，进一步配合以适当的无机多孔固体，并以疏水改性剂进行处理，可以制备得到一种阻燃疏水型多孔吸附剂，该吸附剂具有良好的挥发性有机物(VOCs或VOC)吸附性能并且性能稳定，由此完成了本发明。

具体而言，本发明提供一种阻燃疏水型多孔吸附剂，其特征在于，含有选自凹凸棒土、高岭土中的至少一种原始基体，选自无机多孔固体的至少一种无机材料，和疏水改性材料的焙烧氧化物，基于所述吸附剂的总质量计，所述原始基体的含量为10~99.5质量%，优选20~99质量%，所述疏水改性材料的焙烧氧化物的含量为0.05~1质量%，优选0.05~0.5质量%，所述无机材料含量为0.5~90质量%，优选1~80质量%，更优选5~80质量%，进一步优选8~70质量%，更进一步优选为余量，所述吸附剂与水的接触角为40~90°，优选45~70°。

本发明还提供一种阻燃疏水型多孔吸附剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：