基本介紹
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專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
發明內容
專利目的
技術方案
b、對步驟a所得型材分別進行一級氧化、二級氧化和水蒸氣處理，以將型材中的合成纖維或/和天然纖維中轉化為活性炭纖維，其中一級氧化是在惰性並且溫度為150-300℃的條件進行的，二級氧化是在惰性並且溫度為700-900℃的條件進行的；
c、向處理後的型材表面粘附無機粘合劑，將分子篩均勻粘附在型材表面及縫隙處、乾燥，得分子篩吸附型材坯體；
d、將步驟c所得分子篩吸附型材坯體在熱風溫度為50-600℃進行乾燥，即得分子篩吸附型材；所得分子篩吸附型材的結構為蜂窩狀，由若干個平行孔道組成，每個孔道的高度為1-30毫米，每個孔道的寬度為2-60毫米，其比表面積為200-400平方米/克。
該製備方法中選用多種分子篩的組合併將其粘附在型材表面及縫隙處，實現型材上不同的孔徑分布，上述步驟d中通過熱風進行乾燥時，需要保留活性炭纖維時，需在惰性氣氛下實施。
優選的，分子篩為MFI型、BEA型、FAU型或MOR型中的一種或多種的組合。
優選的，步驟c中，無機粘合劑為矽溶膠和鋁溶膠。
優選的，步驟c中，所述的分子篩是MFI型、BEA型、FAU型和MOR型四種分子篩的組合。
優選的，步驟c中，無機粘合劑通過浸漬、噴塗或淋洗的方式將分子篩粘附在型材表面。
改善效果
《一種分子篩吸附型材的製備方法》選用不同類型的分子篩組合，如MFI和BEA型組合的分子篩，或BEA、FAU與MOR型組合的分子篩，將不同類型的分子篩粘附在型材的表面及縫隙中，與單一分子篩相比，該發明分子篩吸附型材孔徑分布豐富，可以覆蓋大部分揮發性有機物、異味氣體等需處理氣體，處理範圍廣；在型材的製備方法，可選用多種纖維混合物進行抄紙，陶瓷纖維具有高耐熱性，玻璃纖維具有耐熱性和高強度，活性炭纖維具有吸附作用，天然纖維或合成纖維的強度大，親水性強，可以增加纖維間的作用力，相比之前的型材製備步驟，多種纖維混合具有更好的加工和使用性能。
《一種分子篩吸附型材的製備方法》製備方法操作簡單，按照一定的方法和步驟，根據實際氣體組成情況，結合分子篩的特點，將分子篩組合附著於型材上，實現型材上不同的孔徑分布，材料製備和過程處理工藝具有針對性，套用靈活；該發明製備方法能夠製備尺寸和形態各異的分子篩型材，如層狀或塊狀結構，可以作為功能部件，單獨使用或組裝使用，也可以作為載體繼續附加其它材料，具有物料通量大、接觸面積大的優點。
技術領域
《一種分子篩吸附型材的製備方法》涉及分子篩及其製備技術領域，具體涉及一種分子篩吸附型材的製備方法。
權利要求
1.《一種分子篩吸附型材的製備方法》其特徵在於，依次包括以下步驟：
a、製備型材，型材的製備選用方法a1或方法a2，所述的方法a1是將二氧化矽、氧化鋁、矽酸鋁或二氧化鈦粉末擠出得到型材；所述的方法a2是選用直徑為2-20微米，長度為500-8000微米的纖維的混合物進行抄紙，然後擠壓成具有凹凸面的紙，所得凹凸面的紙粘結在平紙上形成層狀體，將所述層狀體通過堆積或卷繞成型材，所述纖維的混合物是選用合成纖維或天然纖維中的至少一種與陶瓷纖維、玻璃纖維或活性炭纖維中的至少一種混合；
b、對步驟a所得型材分別進行一級氧化、二級氧化和水蒸氣處理，以將型材中的合成纖維或/和天然纖維中轉化為活性炭纖維，其中一級氧化是在惰性並且溫度為150-300℃的條件進行的，二級氧化是在惰性並且溫度為700-900℃的條件進行的；
c、向處理後的型材表面粘附無機粘合劑，將分子篩均勻粘附在型材表面及縫隙處、乾燥，得分子篩吸附型材坯體；
d、將步驟c所得分子篩吸附型材坯體在熱風溫度為50-600℃進行乾燥，即得分子篩吸附型材；所得分子篩吸附型材的結構為蜂窩狀，由若干個平行孔道組成，每個孔道的高度為1-30毫米，每個孔道的寬度為2-60毫米，其比表面積為200-400平方米/克。
2.根據權利要求1所述的分子篩吸附型材的製備方法，其特徵在於：步驟c中，所述分子篩為MFI型、BEA型、FAU型或MOR型中的一種或多種的組合。
3.根據權利要求1所述的分子篩吸附型材的製備方法，其特徵在於：步驟c中，無機粘合劑為矽溶膠和鋁溶膠。
4.根據權利要求2所述的分子篩吸附型材的製備方法，其特徵在於：步驟c中，所述的分子篩是MFI型、BEA型、FAU型和MOR型四種分子篩的組合。
5.根據權利要求1所述的分子篩吸附型材的製備方法，其特徵在於：步驟c中，無機粘合劑通過浸漬、噴塗或淋洗的方式將分子篩粘附在型材表面。
實施方式
《一種分子篩吸附型材的製備方法》選用的纖維按照重量份數計，分別是陶瓷纖維0.1-80份、玻璃纖維0.1-80份、活性炭纖維0.1-80份、合成纖維0.1-10份和天然纖維0.1-10份；根據纖維的種類和重量份數可有下列幾種組合：
如選用兩種纖維：陶瓷纖維80份、合成纖維10份；或玻璃纖維80份、天然纖維10份；或陶瓷纖維80份、天然纖維10份。
根據上述纖維的種類和重量份數，該領域技術人員還可隨機分為不同組合。
《一種分子篩吸附型材的製備方法》選用的分子篩為MFI型、BEA型、FAU型或MOR型的一種或多種的組合，如兩種的組合：MFI型和BEA型分子篩、FAU型和MOR型分子篩；如三種的組合：MFI型、BEA型和FAU型分子篩，BEA型、FAU型和MOR型分子篩；如四種的組合，MFI型、BEA型、FAU型和MOR型分子篩。該發明優選四種的組合，四種不同類型的分子篩組合粘附在型材表面，其孔徑分布豐富，可以滿足對不同氣體的吸附。
- 實施例1
該實施例中選用的分子篩是MFI型。
該實施例，分子篩吸附型材的製備方法，具體包括以下步驟：
步驟1、製備型材，將二氧化矽、氧化鋁、矽酸鋁或二氧化鈦粉末擠出得到型材；
步驟2、向所得型材表面粘附無機粘合劑如矽膠和鋁膠，將MFI型分子篩通過浸漬法均勻粘附在型材表面及縫隙處、乾燥，得分子篩吸附型材坯體；
步驟3、將分子篩吸附型材坯體在熱風溫度為600℃進行乾燥，即得分子篩吸附型材。
實施例1所製備的MFI型分子篩型材的孔道寬1.8毫米，高3毫米，BET表面積為200平方米/克，微孔孔徑集中於0.4-0.5納米。
- 實施例2
與實施例1不同之處在於，步驟1中製備型材的步驟是：選用直徑為2-20微米，長度為500-8000微米的纖維的混合物進行抄紙，其中，纖維的混合物是陶瓷纖維、玻璃纖維、活性炭纖維、合成纖維和天然纖維的混合物，然後擠壓成具有凹凸面的紙，所得凹凸面的紙粘結在平紙上形成層狀體，將層狀體通過堆積或卷繞成型材，得到型材；在負載分子篩之前，經過預氧化（惰性氣氛，150-300℃）、高溫氧化（惰性氣氛，700-900℃）和水蒸氣處理，可以將型材中的合成纖維或天然纖維，如聚丙烯腈、粘膠纖維等轉化為活性炭纖維；熱風乾燥時如需要保留活性炭纖維時，需在惰性氣氛下實施。
實施例2所製備的MFI型分子篩型材的孔道寬1.8毫米，高3毫米，BET表面積為220平方米/克，微孔孔徑集中於0.4-0.5納米。
- 實施例3
該實施例選用的分子篩是MFI型和BEA型分子篩。
該實施例，分子篩吸附型材的製備方法，具體包括以下步驟：
步驟1、選用直徑為2-20微米，長度為500-8000微米的纖維的混合物進行抄紙，其中，纖維的混合物是陶瓷纖維、玻璃纖維、活性炭纖維、合成纖維和天然纖維的混合物，陶瓷纖維、玻璃纖維和活性炭纖維均為80份，合成纖維和天然纖維均為10份，然後擠壓成具有凹凸面的紙，所得凹凸面的紙粘結在平紙上形成層狀體，將層狀體通過堆積或卷繞成型材，得到型材；在負載分子篩之前，經過預氧化（惰性氣氛，150-300℃）、高溫氧化（惰性氣氛，700-900℃）和水蒸氣處理，可以將型材中的合成纖維或天然纖維，如聚丙烯腈、粘膠纖維等轉化為活性炭纖維；
步驟2、向處理後的型材表面粘附無機粘合劑如矽膠和鋁膠，將MFI型和BEA型分子篩通過浸漬法均勻粘附在型材表面及縫隙處、乾燥，得分子篩複合纖維型材；
步驟3、將步驟2所得分子篩複合纖維型材在熱風溫度為600℃進行乾燥（需要保留活性炭纖維時，需在惰性氣氛下實施），即得分子篩吸附型材。
實施例3所製備的MFI/BEA型分子篩型材的孔道寬1.8毫米，高3毫米，BET表面積為260平方米/克，微孔孔徑集中於0.4-0.7納米。
- 實施例4
該實施例選用的分子篩是FAU型和MOR型分子篩。
該實施例，分子篩吸附型材的製備方法，具體包括以下步驟：
步驟1、選用直徑為2-20微米，長度為500-8000微米的纖維的混合物進行抄紙，其中，纖維的混合物是陶瓷纖維、玻璃纖維、活性炭纖維、合成纖維和天然纖維的混合物，陶瓷纖維和玻璃纖維均為80份，活性炭纖維為40份，合成纖維和天然纖維均為10份，然後擠壓成具有凹凸面的紙，所得凹凸面的紙粘結在平紙上形成層狀體，將層狀體通過堆積或卷繞成型材，得到型材；在負載分子篩之前，經過預氧化（惰性氣氛，150-300℃）、高溫氧化（惰性氣氛，700-900℃）和水蒸氣處理，可以將型材中的合成纖維或天然纖維，如聚丙烯腈、粘膠纖維等轉化為活性炭纖維；
步驟2、向處理後的型材表面粘附無機粘合劑如矽膠和鋁膠，將FAU型和MOR型分子篩通過浸漬法均勻粘附在型材表面及縫隙處、乾燥，得分子篩複合纖維型材；
步驟3、將步驟2所得分子篩複合纖維型材在熱風溫度為500℃進行乾燥（需要保留活性炭纖維時，需在惰性氣氛下實施），即得分子篩吸附型材。
實施例4所製備的FAU/MOR型分子篩型材的孔道寬1.8毫米，高3毫米，BET表面積為320平方米/克，微孔孔徑集中於0.4-1.0納米。
- 實施例5
該實施例選用的分子篩是MFI型、BEA型和FAU型分子篩。
該實施例，分子篩吸附型材的製備方法，具體包括以下步驟：
步驟1、選用直徑為2-20微米，長度為500-8000微米的纖維的混合物進行抄紙，其中，纖維的混合物是陶瓷纖維、玻璃纖維、活性炭纖維、合成纖維和天然纖維的混合物，陶瓷纖維和玻璃纖維均為80份，活性炭纖維為40份，合成纖維和天然纖維均為10份，然後擠壓成具有凹凸面的紙，所得凹凸面的紙粘結在平紙上形成層狀體，將層狀體通過堆積或卷繞成型材，得到型材；在負載分子篩之前，經過預氧化（惰性氣氛，150-300℃）、高溫氧化（惰性氣氛，700-900℃）和水蒸氣處理，可以將型材中的合成纖維或天然纖維，如聚丙烯腈、粘膠纖維等轉化為活性炭纖維；
步驟2、向處理後的型材表面粘附無機粘合劑如矽膠和鋁膠，將MFI型、BEA型和FAU型分子篩通過浸漬法均勻粘附在型材表面及縫隙處、乾燥，得分子篩複合纖維型材；
步驟3、將步驟2所得分子篩複合纖維型材在熱風溫度為400℃進行乾燥（需要保留活性炭纖維時，需在惰性氣氛下實施），即得分子篩吸附型材。
實施例5所製備的MFI/BEA/FAU型分子篩型材的孔道寬1.8毫米，高3毫米，BET表面積為280平方米/克，微孔孔徑集中於0.4-1.0納米。
- 實施例6
該實施例選用的分子篩是MFI型、BEA型、FAU型和MOR型分子篩。
該實施例，分子篩吸附型材的製備方法，具體包括以下步驟：
步驟1、選用直徑為2-20微米，長度為500-8000微米的纖維的混合物進行抄紙，其中，纖維的混合物是陶瓷纖維、玻璃纖維、活性炭纖維、合成纖維和天然纖維的混合物，陶瓷纖維和玻璃纖維均為80份，活性炭纖維為40份，合成纖維和天然纖維均為10份，然後擠壓成具有凹凸面的紙，所得凹凸面的紙粘結在平紙上形成層狀體，將層狀體通過堆積或卷繞成型材，得到型材；在負載分子篩之前，經過預氧化（惰性氣氛，150-300℃）、高溫氧化（惰性氣氛，700-900℃）和水蒸氣處理，可以將型材中的合成纖維或天然纖維，如聚丙烯腈、粘膠纖維等轉化為活性炭纖維；
步驟2、向處理後的型材表面粘附無機粘合劑如矽膠和鋁膠，將MFI型、BEA型、FAU型和MOR型通過噴塗法均勻粘附在型材表面及縫隙處、乾燥，得分子篩複合纖維型材；
步驟3、將步驟2所得分子篩複合纖維型材在熱風溫度為50℃進行乾燥，即得分子篩吸附型材。
實施例6所製備的MFI/BEA/FAU/MOR型分子篩型材的孔道寬1.8毫米，高3毫米，BET表面積為300平方米/克，微孔孔徑集中於0.4-1.0納米。
榮譽表彰
2020年7月14日，《一種分子篩吸附型材的製備方法》獲得第二十一屆中國專利獎優秀獎。
