一种含铝/镧层柱蒙脱土的吸附剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种含铝/镧层柱蒙脱土的吸附剂及其制备方法，吸附剂包括铝/镧层柱蒙脱土和铝酸镁镧，以重量百分比计，铝/镧层柱蒙脱土含量为70~92%，铝酸镁镧含量为8~30%。该吸附剂适用于吸附有机废气的吸附处理。吸附剂对有机废气的吸附容量大，吸附剂性能稳定，重复使用性好。

An adsorbent containing aluminium/lanthanum Pillared Montmorillonite and its preparation method

The invention relates to an adsorbent containing aluminium/lanthanum Pillared Montmorillonite and a preparation method thereof. The adsorbent comprises aluminium/lanthanum Pillared Montmorillonite and magnesium lanthanum aluminate. The content of aluminium/lanthanum pillared montmorillonite is 70-92% by weight percentage, and the content of magnesium lanthanum aluminate is 8-30%. The adsorbent is suitable for adsorbing organic waste gas. The adsorbent has large adsorption capacity for organic waste gas, stable adsorbent performance and good reusability.

【技术实现步骤摘要】
一种含铝/镧层柱蒙脱土的吸附剂及其制备方法
本专利技术属于挥发性有机物吸附处理
，具体涉及一种含铝/镧层柱蒙脱土的吸附剂，用于吸附处理挥发性有机物(VOCs)。
技术介绍
挥发性有机物由于排放量大、毒性高，是环境空气污染的主要污染物之一，VOCs已被世界各国列为优先控制污染物。目前VOCs的控制净化方法主要有吸收法、吸附法、光催化、焚烧、冷凝以及生物降解等。吸附法是目前去除挥发性有机气体应用最广泛的方法，吸附法是指利用吸附剂的吸附选择性，将气体中的VOCs分离出来的方法。目前常用的吸附剂主要有分子筛、吸附树脂、活性炭及其衍生物等。主流的吸附剂为活性炭，因其价格便宜而被广泛应用，但其疏水性差，当废气中含有一定量的水蒸气时会影响活性炭的吸附性能，同时孔道容易堵塞，且活性炭再生困难，再生过程可能产生二次污染。黏土由于比表面积较大、孔结构和成本低廉而被广泛应用到有机物净化领域。CN201110151056.3公开一种改性蒙脱土吸附剂的制备方法，步骤如下：(1)将蒙脱土在30-200℃下煅烧1-6h，按蒙脱土和pH为1-6的硝酸水溶液的质量比为1∶40-60的比例混合搅拌，浸泡8-24h成为悬浮液；(2)将十六烷基三甲基溴化铵与去离子水的质量比为1∶10-60的比例加入到去离子水中，在温度为20-50℃下搅拌10-60min，过滤，得到透明滤液；(3)在保持搅拌速度为60-120r/min，温度为20-60℃条件下，将步骤(2)中的滤液加入到步骤(1)中的悬浊液中，滴加的时间为1-5h，之后继续搅拌1-2h，得到混合液；(4)将步骤(3)中的混合液在60-90℃的水浴中，保持转速为70-120r/min，搅拌4-10h后，将该混合液过滤，洗涤得到滤饼；将该滤饼按质量比为1∶20-40的比例加入到去离子水中，保持搅拌速度为60-120r/min，1-2h，得到溶液；(5)将可溶性银盐、硝酸铜、硝酸锌和硼酸按照摩尔比为1∶0.001-0.10∶0.001-0.10∶0.01-1的比例配置得到含硝酸银的摩尔浓度为0.001-1.0mol/L的混合液；(6)用质量浓度为10％-40％的氨水调节步骤(4)中的溶液，调节到pH为8-13，在保持搅拌速度为60-120r/min，温度为20-60℃条件下，将步骤(5)中的混合液和步骤(4)的溶液按比例1∶1-30的比例加入到步骤(4)的溶液中，滴加的时间为1-5h，之后继续搅拌1-2h，得到混合液；(7)将步骤(6)中的混合液升按3℃-100℃/h的速率从30℃升到30-120℃之间；保持搅拌速度为40-120r/min，反应1-24h，再将该混合液过滤，洗涤1-5次，得到固体材料；将所得固体材料真空冷冻干燥，冻干后保持温度在-10℃至0℃，保温1-3h，研磨过筛，得到除碘的吸附剂。CN200810222839.4涉及一种复合改性的蒙脱土吸附剂的制备方法，其为在将蒙脱土悬浮液加入到聚合羟基铝柱撑液中，然后再加入聚乙烯醇溶液，在升高的温度下加热搅拌，待混合液冷却后将其水洗至无Cl-，离心、干燥、研磨，得到一粉末产物；在氮气下煅烧，用硫酸回流，洗涤滤出的固体，得到复合改性的蒙脱土吸附剂。CN200810222839.4涉及一种复合改性的蒙脱土吸附剂的制备方法，其为在将蒙脱土悬浮液加入到聚合羟基铝柱撑液中，然后再加入聚乙烯醇溶液，在升高的温度下加热搅拌，待混合液冷却后将其水洗至无Cl-，离心、干燥、研磨，得到一粉末产物；在氮气下煅烧，用硫酸回流，洗涤滤出的固体，得到复合改性的蒙脱土吸附剂。本专利技术通过廉价易得的原料和简单的方法可以获得比表面积高达192m2/g，孔径分布均匀的复合改性的蒙脱土吸附剂。CN201510763688.3涉及一种Zr-MMT吸附剂，所述负载活性金属的Zr-MMT的制备过程可以通过浸渍法或沉淀法得到，所述浸渍法为，将制备的Zr-MMT分散于水中，配成质量分数为2.5％的悬浮液，搅拌18h，金属盐溶液加入后继续搅拌4h，随后100℃干燥，研磨，400℃焙烧2h，得到成品；所述沉淀法为，将制备的Zr-MMT分散于水中，配成质量分数为2.5％的悬浮液，搅拌18h，金属盐溶液加入后继续搅拌4h，加人稀NaOH进行处理，随后100℃干燥，研磨，400℃焙烧2h得到成品。吸附剂主要存在吸附量不高，吸附剂用量大等问题，而且VOCs中往往会存在气态水分子，VOCs分子与气态水分子会产生竞争吸附，大大影响吸附效果。
技术实现思路
本专利技术提供一种含铝/镧层柱蒙脱土的吸附剂及其制备方法，该吸附剂适用于吸附有机废气的吸附处理。吸附剂对有机废气的吸附容量大，抗气态水分子能力强，吸附剂性能稳定，重复使用性好。一种含铝/镧层柱蒙脱土的吸附剂，包括铝/镧层柱蒙脱土和铝酸镁镧，以重量百分比计，铝/镧层柱蒙脱土含量为70~92%，铝酸镁镧含量为8~30%，两者含量百分比之和为100%。优选地，所述吸附剂以重量百分比计，铝/镧层柱蒙脱土含量为75~88%，铝酸镁镧含量为12~25%，两者含量百分比之和为100%。上述含铝/镧层柱蒙脱土的吸附剂的制备方法，将扩孔剂A加入去离子水中，铝/镧层柱蒙脱土粉末加入含扩孔剂A的去离子水中，充分搅拌，得到浆料a，铝酸镁镧加入去离子水中，然后再加入扩孔剂B，充分搅拌，得到浆料b；搅拌条件下浆料b）分2-3次加入浆料A中，搅拌3-20h，经过干燥、研磨、400-650℃焙烧得到吸附剂。所述扩孔剂A为聚乙二醇、乙醇、淀粉中的一种或几种，所述扩孔剂B为核聚糖、炭黑、碳酸铵、聚乙二醇、聚丙烯酸钠、甲基纤维素、聚丙烯酰胺中的一种或几种。所述扩孔剂A的加入量占铝/镧层柱蒙脱土质量的0.2~20%，所述扩孔剂B的加入量占铝酸镁镧质量的0.2~20%，优选地，所述扩孔剂A的加入量是扩孔剂B的加入量的1倍以上。扩孔剂加入量、加入步骤及种类的不同使吸附剂各组分与扩孔剂具有占位效应，吸附剂吸附容量大，抗气态水分子能力强。上述铝酸鎂镧的制备方法，将镧源、镁源、铝源按照1:1:1比例混合均匀，加入扩孔剂C，加入去离子水超声波震荡，然后经烘干、焙烧得到铝酸鎂镧。所述扩孔剂C为聚乙烯醇、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸、碳粉中的一种或几种,其加入量占产物铝酸鎂镧质量的0.1~20%，且铝酸鎂镧是不包含扩孔剂C。上述铝/镧层柱蒙脱土的制备过程如下：将硝酸镧和聚合羟基铝交联剂加入到蒙脱土悬浊液中进行交联反应，然后经过滤、洗涤至无氯离子，经干燥得到铝/镧层柱蒙脱土。其中Al/MMT（蒙脱土）摩尔比为1.0~3.0，氧化镧含量占蒙脱土含量的0.1-6.4%。优选地，蒙脱土悬浊液中加入扩孔剂A，扩孔剂A的加入量占蒙脱土质量的0.1~20.0%。有利于促进铝/镧进入层柱蒙脱土层状结构，提高铝/镧的分散性，同时提高比表面积，增大层间距和改善孔结构。所述铝/镧层柱蒙脱土具有介大孔结构，介孔占孔容的40-80%，大孔占总孔容的1-30%。本专利技术含铝/镧层柱蒙脱土的吸附剂，吸附剂包括铝/镧层柱蒙脱土和铝酸镁镧，吸附剂吸附脱附性能稳定，重复使用性好，对多种有机废气具有很好的吸附能力。具体实施方式以下通过实施例进一步详细描述本专利技术，但这些实施例不应认为是对本专利技术的限制。本专利技术所用的原料试剂均为市售产品。实施例11、铝本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含铝/镧层柱蒙脱土的吸附剂，其特征在于，吸附剂包括铝/镧层柱蒙脱土和铝酸镁镧，以重量百分比计，铝/镧层柱蒙脱土含量为70~92%，铝酸镁镧含量为8~30%，两者含量百分比之和为100%。

【技术特征摘要】
1.一种含铝/镧层柱蒙脱土的吸附剂，其特征在于，吸附剂包括铝/镧层柱蒙脱土和铝酸镁镧，以重量百分比计，铝/镧层柱蒙脱土含量为70~92%，铝酸镁镧含量为8~30%，两者含量百分比之和为100%。2.根据权利要求1所述含铝/镧层柱蒙脱土的吸附剂，其特征在于，所述吸附剂以重量百分比计，铝/镧层柱蒙脱土含量为75~88%，铝酸镁镧含量为12~25%，两者含量百分比之和为100%。3.一种权利要求1所述含铝/镧层柱蒙脱土的吸附剂的制备方法，其特征在于，制备步骤如下：将铝/镧层柱蒙脱土粉末加入含扩孔剂A的去离子水中，充分搅拌，得到浆料a，铝酸镁镧加入去离子水中，然后再加入扩孔剂B，充分搅拌，得到浆料b；搅拌条件下浆料b分2-3次加入浆料a中，搅拌3-20h，经过干燥、研磨、400-650℃焙烧得到吸附剂。4.根据权利要求1所述含铝/镧层柱蒙脱土的吸附剂，其特征在于，所述铝酸鎂镧的制备方法如下：将镧源、镁源、铝源按照1:1:1比例混合均匀，加入扩孔剂C，再加入去离子水超声波震荡，扩孔剂C的加入量占铝酸鎂镧质量的0.1~20%，然后经烘干、焙烧得到铝酸鎂镧。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏伟胜，张广怀，纪昌哲，郑辉东，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：福建,35