[发明专利]一种高吸附量VOCs吸附材料及其生产工艺

说明书

本发明提供了一种高吸附量VOCS吸附材料，包括蜂窝主体、过滤层和过渡层，所述的蜂窝主体为立方体形，过滤层包覆于蜂窝主体的前后左右四个面上，过滤层位于蜂窝主体及过滤层之间，所述的蜂窝主体上部设有连接凹槽、下部设有连接凸起，蜂窝主体由蜂窝壁及蜂窝孔构成，蜂窝壁厚度为1‑3mm，蜂窝孔直径为2‑5mm，所述蜂窝壁为多孔陶瓷及MOF涂层构成，所述的MOF涂层负载在多孔陶瓷外部及孔道内表面，所述的过滤层厚度为0.3‑0.8mm，孔径为1‑5μm，材质为无机非金属陶瓷，所述的过渡层厚度为0.8‑1.2mm，孔径为0.1‑0.5微米。本发明的高吸附量VOCS吸附材料整体为陶瓷材料制成，具有耐高温、不易破碎的优点。本发明还提供了一种高吸附量VOCS吸附材料的制备方法。

技术领域

本发明属于环保新材料技术领域，尤其涉及一种高吸附量VOCS吸附材料及其生产工艺。

背景技术

随着经济的发展和工业化进程的加速，日益严重的空气污染成为目前急需解决的一个重要问题。吸附过滤技术是目前处理空气VOCS污染的一个重要手段。活性炭、多孔陶瓷等材料具有较大的比表面积和独特的孔隙结构，而呈现出较强的吸附能力，因而广泛应用于VOCS吸附净化领域。目前常用的活性炭材料因为不耐高温，容易破损，制约了其在高温烟气中的应用，此外，当烟气中既存在颗粒物，又存在VOCS时，活性炭或多孔陶瓷容易被颗粒物污染，造成吸附量降低，无法长久使用。

金属有机骨架材料(MOF)作为近十年来发展迅速一种三维多孔材料，相对于传统的活性炭和沸石等多孔材料，MOF结构多样、制备条件简单、可设计性好，因而在吸附、催化和分离等众多领域发挥着越来越重要的作用。在众多的MOF中，ZIF、MIL、BUT等材料对空气中的VOC具有极强的吸附作用，去除性能优异且稳定性好，是非常理想的吸附材料。

发明内容

为了解决活性炭或陶瓷多孔材料易被颗粒物污染，吸附量降低的问题，以及活性炭容易破损，无法耐高温的问题，本发明公开了一种高吸附量VOCS吸附材料及其生产工艺。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种高吸附量VOCS吸附材料，包括蜂窝主体、过滤层和过渡层，所述的蜂窝主体为立方体形，过滤层包覆于蜂窝主体的前后左右四个面上，过滤层位于蜂窝主体及过滤层之间，所述的蜂窝主体上部设有连接凹槽、下部设有连接凸起，蜂窝主体由蜂窝壁及蜂窝孔构成，蜂窝壁厚度为1-3mm，蜂窝孔边长为2-5mm，所述蜂窝壁为多孔陶瓷及MOF涂层构成，所述的MOF涂层负载在多孔陶瓷外部及孔道内表面，所述的过滤层厚度为0.3-0.8mm，孔径为1-5μm，材质为无机非金属陶瓷，所述的过渡层厚度为0.8-1.2mm，孔径为0.1-0.5微米。

进一步的，所述的连接凹槽的壁厚为3-5mm，深度为4-8mm，所述的连接凸起高度为2-6mm，比连接凹槽的深度小1-2mm，连接凸起外径比连接凹槽101内径小0.5-1mm。

进一步的，所述的蜂窝壁、过滤层及过渡层材质相同，为氧化铝、氧化锆、碳化硅材质中的一种。

进一步的，所述MOF涂层材料为ZIF系列材料、UiO系列材料或PCN系列材料中的一种或多种。

上述高吸附量VOCS吸附材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，混料，将陶瓷颗粒50-75份、陶瓷纤维8-20份、造孔剂10-25份、润滑剂2-5份和分散剂4-5份加入三维混料机进行充分搅拌；

步骤二，冷等静压，将混合好的原料加入蜂窝模具中，密封，置入冷等静压设备的压力舱中升高至一定压力后保持一定时间，然后降压至常压，获得蜂窝主体生胚；