【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于大气污染控制，具体涉及一种挥发性有机物吸附材料及其制备方法。
技术介绍
1、挥发性有机物（vocs）是主要的大气污染物之一，是参与生成光化学烟雾、雾霾重要反应物之一，vocs的超量给人类健康和生态环境带来了严重危害。化工行业排放的vocs中，乙烷、丙烷是一种尺寸较小的vocs分子，极性较弱，往往难以脱除。
2、vocs吸附分离技术适用于低浓度vocs废气处理，吸附净化效率的关键在于吸附材料。吸附材料的高比表面积和适宜的孔结构，通过化学吸附或物理吸附作用截留vocs污染物，实现废气的净化。vocs种类复杂，其中分子量越大、极性越强则越容易被吸附，而低碳烃特别是乙烷、丙烷是尺寸较小的vocs分子，极性较弱，常规吸附材料往往难以实现高效吸附。此外，vocs废气中常包含硫化氢等含硫物质，在吸附过程中会导致吸附剂中毒失效，因此提高分子筛抗硫中毒性能十分必要。
3、cn201710620400.6公开了一种优先吸附乙烷的聚多巴胺-沥青基复合多孔碳吸附材料及其制备方法与应用，该方法包括如下步骤：将沥青置于氮气氛围中高温碳化，得沥青基无孔碳材料；再将沥青基无孔碳材料酸化，得酸化处理的沥青基无孔碳材料；把盐酸多巴胺水溶液(b溶液)加入将酸化处理的沥青基无孔碳材料与乙醇、水、氨水混合的a混合物中反应，得聚多巴胺-沥青基复合碳材料；将聚多巴胺-沥青基复合碳材料与koh混合，再置于氮气氛围中活化，得聚多巴胺-沥青基复合多孔碳吸附材料。该多孔碳吸附材料具有优先吸附乙烷的特征，比表面积可达1500m2/g以上，在0.3
4、cn202111346199.x公开了一种乙烷吸附硅胶的制备方法，通过对硅胶表面修饰碱金属离子，制备硅胶基型吸附剂，改变硅胶对乙烷的吸附量，具体步骤包括将硅酸钠溶液与稀硫酸溶液经强化混合，中和反应而生成水凝胶，再用hcl对生成的水凝胶进行酸泡，固定骨架，阻止硅胶内部继续发生中和反应，再对酸泡后的水凝胶用去离子水进行水洗，接着采用等体积浸渍法，用bacl2溶液在水洗后的硅胶表面修饰碱金属离子，最后干燥即得乙烷吸附硅胶。该乙烷吸附硅胶的微孔数量增加，微孔比表面积可达480m2/g以上，对乙烷的吸附容量可以达到20-22.0ml/g，换算后小于1mmol/g，吸附量相对较低。
技术实现思路
1、针对现有吸附材料的不足，本专利技术提供了一种挥发性有机物吸附材料及其制备方法。本专利技术方法制得的吸附材料是以5a分子筛为基体，通过改性获得的li-v-5a吸附材料，具有低碳烃吸附效果好、抗硫中毒能力强等优点，特别是对乙烷吸附脱除率高。
2、本专利技术提供的挥发性有机物吸附材料是先采用锂改性5a分子筛，再通过钒改性获得的li-v-5a吸附材料，以吸附材料总质量计，其中li的含量为0.8%～4.5%，v的含量为0.2%～1%。
3、本专利技术吸附材料中，微孔占85%以上，孔径分布在4～6å之间的孔的容积之和为总孔容的60%～80%。
4、本专利技术吸附材料中，li-v-5a吸附材料的比表面积450～520m2/g，孔容为0.24～0.28 cm3/g。
5、本专利技术还提供了一种挥发性有机物吸附材料的制备方法，包括如下步骤：（1）将5a分子筛置于锂盐溶液中浸渍，处理后过滤、洗涤、干燥、焙烧后获得li-5a分子筛；（2）将li-5a分子筛置于钒盐溶液中浸渍处理，经过滤、洗涤、干燥、焙烧后获得li-v-5a吸附材料。
6、本专利技术方法中，步骤（1）中5a分子筛具有如下性质：比表面积为400～550m2/g，优选500～550m2/g，孔容为0.2～0.5cm3/g，优选为0.28～0.35cm3/g，平均孔径为1～3nm，颗粒平均直径为1～3mm。可以自制或者通过商业购买获得，自制是通过水热法制得。
7、本专利技术方法中，步骤（1）中锂盐溶液为licl溶液、硝酸锂溶液、硫酸锂溶液等中的至少一种，优选licl溶液。锂盐溶液的浓度一般为0.3～2.0mol/l，优选0.5～1.5mol/l。
8、本专利技术方法中，步骤（1）中所述5a分子筛与锂盐溶液的质量体积比1g:5～13ml。
9、本专利技术方法中，步骤（1）中5a分子筛浸渍于锂盐溶液中处理，温度为60～90℃，优选70～80℃，时间为1～5h，优选1～2h。
10、本专利技术方法中，步骤（1）中过滤、洗涤可采用本领域的常规方式进行，洗涤可以采用去离子水进行冲洗，洗涤至无锂离子检出。所述干燥条件为：干燥温度70～120℃，优选80～100℃，干燥时间2～10h，优选2～5h。所述焙烧条件为：焙烧温度为450～600℃，优选500～550℃，焙烧时间1～10h，优选2～6h。
11、本专利技术方法中，步骤（2）中钒盐为可溶性钒盐，具体如偏钒酸铵、钒酸钠、草酸氧钒、硫酸氧钒等中的至少一种，优选偏钒酸铵。钒盐溶液中的钒含量一般为0.05～0.5mol/l，优选0.1～0.3mol/l。
12、本专利技术方法中，步骤（2）中所述li-5a分子筛与钒盐溶液的质量体积比1g:20～50ml。
13、本专利技术方法中，步骤（2）中将li-5a分子筛浸渍于钒盐溶液中处理，温度为室温，优选15～30℃，时间为1～5h，优选1～2h。
14、本专利技术方法中，步骤（2）中过滤、洗涤采用本领域的常规方式进行，洗涤采用去离子水，洗涤至无钒离子检出。所述干燥条件为：干燥温度70～120℃，优选80～100℃，干燥时间2～10h，优选2～5h。所述焙烧条件为：焙烧温度为450～600℃，优选500～550℃，焙烧时间1～10h，优选2～6h。
15、本专利技术所述li-v-5a分子筛吸附材料的应用，用于vocs中低碳烃的吸附分离。
16、本专利技术应用中，vocs中低碳烃主要是c2-c4的低碳烃，具体是乙烷、丙烷等，优选是乙烷。vocs中低碳烃的浓度为100～1000mg/m3。
17、本专利技术应用中，所述吸附条件如下：吸附床层温度为室温，优选为15～32℃，床层压力为常压，体积空速为100～500h-1。
18、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
19、（1）先采用锂盐溶液改性5a分子筛，再本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种挥发性有机物吸附材料，其特征在于：先采用锂改性5A分子筛，再通过钒改性获得的Li-V-5A吸附材料，以吸附材料总质量计，其中Li的含量为0.8%～4.5%，V的含量为0.2%～1%。
2.根据权利要求1所述的吸附材料，其特征在于：吸附材料中微孔占85%以上，孔径分布在4～6Å之间的孔的容积之和为总孔容的60%～80%。
3.根据权利要求1所述的吸附材料，其特征在于：吸附材料的比表面积450～520m2/g，孔容为0.24～0.28 cm3/g。
4.一种权利要求1-3任意一项所述挥发性有机物吸附材料的制备方法，包括如下步骤：（1）将5A分子筛置于锂盐溶液中浸渍，处理后过滤、洗涤、干燥、焙烧后获得Li-5A分子筛；（2）将Li-5A分子筛置于钒盐溶液中浸渍处理，经过滤、洗涤、干燥、焙烧后获得Li-V-5A吸附材料。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中5A分子筛具有如下性质：比表面积为400～550m2/g，优选500～550m2/g，孔容为0.2～0.5cm3/g，优选为0.28～0.35cm3/g，平
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中锂盐溶液为LiCl溶液、硝酸锂溶液、硫酸锂溶液中的至少一种，优选LiCl溶液。
7.根据权利要求4或6所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中锂盐溶液的浓度为0.3～2.0mol/L，优选0.5～1.5mol/L。
8.根据权利要求4或6或7所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述5A分子筛与锂盐溶液的质量体积比1g:5～13mL。
9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中5A分子筛浸渍于锂盐溶液中处理，温度为60～90℃，优选70～80℃，时间为1～5h，优选1～2h。
10.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述干燥条件为：干燥温度70～120℃，优选80～100℃，干燥时间2～10h，优选2～5h；所述焙烧条件为：焙烧温度为450～600℃，优选500～550℃，焙烧时间1～10h，优选2～6h。
11.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤（2）中钒盐为可溶性钒盐，具体如偏钒酸铵、钒酸钠、草酸氧钒、硫酸氧钒中的至少一种，优选偏钒酸铵。
12.根据权利要求4或11所述的制备方法，其特征在于：步骤（2）中钒盐溶液中的钒含量一般为0.05～0.5mol/L，优选0.1～0.3mol/L。
13.根据权利要求4或11或12所述的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述Li-5A分子筛与钒盐溶液的质量体积比1g:20～50mL。
14.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤（2）中将Li-5A分子筛浸渍于钒盐溶液中处理，温度为室温，优选15～30℃，时间为1～5h，优选1～2h。
15.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述干燥条件为：干燥温度70～120℃，优选80～100℃，干燥时间2～10h，优选2～5h；所述焙烧条件为：焙烧温度为450～600℃，优选500～550℃，焙烧时间1～10h，优选2～6h。
16.权利要求1-3任意一项所述吸附材料或者权利要求4-15任意一项所述方法制备的吸附材料的应用，其特征在于：用于VOCs中低碳烃的吸附分离。
17.根据权利要求16所述的应用，其特征在于：VOCs中低碳烃主要是C2-C4的低碳烃，具体是乙烷、丙烷，优选是乙烷。
18.根据权利要求16或17所述的应用，其特征在于：VOCs中低碳烃的浓度为100～1000mg/m3。
19.根据权利要求16所述的应用，其特征在于：所述吸附条件如下：吸附床层温度为室温，优选为15～32℃，床层压力为常压，体积空速为100～500h-1。
...【技术特征摘要】
1.一种挥发性有机物吸附材料，其特征在于：先采用锂改性5a分子筛，再通过钒改性获得的li-v-5a吸附材料，以吸附材料总质量计，其中li的含量为0.8%～4.5%，v的含量为0.2%～1%。
2.根据权利要求1所述的吸附材料，其特征在于：吸附材料中微孔占85%以上，孔径分布在4～6å之间的孔的容积之和为总孔容的60%～80%。
3.根据权利要求1所述的吸附材料，其特征在于：吸附材料的比表面积450～520m2/g，孔容为0.24～0.28 cm3/g。
4.一种权利要求1-3任意一项所述挥发性有机物吸附材料的制备方法，包括如下步骤：（1）将5a分子筛置于锂盐溶液中浸渍，处理后过滤、洗涤、干燥、焙烧后获得li-5a分子筛；（2）将li-5a分子筛置于钒盐溶液中浸渍处理，经过滤、洗涤、干燥、焙烧后获得li-v-5a吸附材料。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中5a分子筛具有如下性质：比表面积为400～550m2/g，优选500～550m2/g，孔容为0.2～0.5cm3/g，优选为0.28～0.35cm3/g，平均孔径为1～3nm，颗粒平均直径为1～3mm。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中锂盐溶液为licl溶液、硝酸锂溶液、硫酸锂溶液中的至少一种，优选licl溶液。
7.根据权利要求4或6所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中锂盐溶液的浓度为0.3～2.0mol/l，优选0.5～1.5mol/l。
8.根据权利要求4或6或7所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述5a分子筛与锂盐溶液的质量体积比1g:5～13ml。
9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中5a分子筛浸渍于锂盐溶液中处理，温度为60～90℃，优选70～80℃，时间为1～5h，优选1～2h。
10.根据权利要求4所述的制备方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：郝晓霞，汪鹏，赵磊，王学海，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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