阅读说明：本技术 一种吸附催化材料及其制备方法 (Adsorption catalysis material and preparation method thereof ) 是由 黄保帅 朱蕾 陈玲 叶伟强 于 2021-09-15 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种吸附催化材料及其制备方法,所述吸附催化材料由基体和活性组分,所述基体为玻璃纤维或陶瓷纤维,所述活性组分为分子筛浸渍负载特定的金属；所述制备方法包括：(1)基体制备：将玻璃纤维或陶瓷纤维浸胶、干燥、瓦楞辊热压、热压纸铺贴与切割,制备成波芯瓦楞型蜂窝载体；(2)浸渍液制备：依次将分子筛、可溶性锰盐与可溶性稀土盐、分散剂、粘结剂与水混合制备成浸渍液；(3)浸渍负载：将瓦楞型蜂窝载体置于浸渍液中浸渍、并对孔道内多余浸渍液吹扫,然后干燥、焙烧后得到蜂窝状吸附催化材料。本发明集吸附与催化于一体、利用两种协同效应,优化脱附再生工艺、降低能耗,提高了对VOC去除净化效率。(The invention discloses an adsorption catalysis material and a preparation method thereof, wherein the adsorption catalysis material comprises a matrix and an active component, the matrix is glass fiber or ceramic fiber, and the active component is a molecular sieve impregnated and loaded with specific metal; the preparation method comprises the following steps: (1) preparing a matrix: gumming glass fiber or ceramic fiber, drying, hot-pressing by a corrugated roller, paving and cutting hot-pressed paper, and preparing the corrugated honeycomb carrier with the corrugated core; (2) preparing an impregnation liquid: mixing a molecular sieve, soluble manganese salt, soluble rare earth salt, a dispersing agent, a binder and water in sequence to prepare a steeping liquor; (3) impregnation and loading: and (3) placing the corrugated honeycomb carrier into an impregnation liquid for impregnation, blowing redundant impregnation liquid in the pore channel, and then drying and roasting to obtain the honeycomb adsorption catalytic material. The invention integrates adsorption and catalysis, utilizes two synergistic effects, optimizes the desorption regeneration process, reduces energy consumption and improves the VOC removal and purification efficiency.)

一种吸附催化材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种吸附催化材料及其制备方法，属于空气净化处理领域。

背景技术

我国对环境质量的要求逐步提高，当前，城市环境污染正在加剧，环境治理任务也越来越艰巨。挥发性有机物(VOCs)是一种具有毒性的污染物(其中典型的例如甲醛、甲苯)，长期接触会引发呼吸道疾病、神经系统和癌症等，其和氮氧化物作用后可引起光化学烟雾及诱发产生PM2.5颗粒物质的有机污染物颗粒。

目前，VOCs的处理方法主要有吸附法、吸收法、冷凝回收法、生物降解、燃烧法、等离子体氧化法等。针对实际VOCs特点看往往组分比较复杂、风量较大、湿度和温度等变化因素较多，单一的处理方法效果有限。吸附法在吸附至一定程度时需要及时脱附处理后才能继续使用，在吸附材料达到饱和之后，需要取出并对其进行再生或更换处理，费时费力。采用催化法处理时如果材料没有吸附性能、VOC在被催化氧化前容易穿透。

因此需要开发出一种新技术或新材料。吸附催化材料可以集吸附与催化于一体、利用两种协同效应，优化脱附再生工艺、降低能耗，提高了对VOC去除净化效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种吸附催化材料及其制备方法，实现集吸附与催化于一体、利用两种协同效应，优化脱附再生工艺、降低能耗，提高了对VOC去除净化效率。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一方面，本发明提供了一种吸附催化材料，所述吸附催化材料包括基体和活性组分，所述基体为玻璃纤维或陶瓷纤维，所述活性组分为分子筛浸渍负载特定的金属。

作为本方案的进一步优选，所述金属为锰和稀土元素。

更进一步的，所述稀土元素为钇、镧、钕、铈、铕中的一种或多种。

另一方面，本发明还提供了一种吸附催化材料的制备方法，所述制备方法包括：

(1)基体制备：将玻璃纤维或陶瓷纤维浸胶、干燥、瓦楞辊热压、热压纸铺贴与切割，制备成波芯瓦楞型蜂窝载体；

(2)浸渍液制备：依次将分子筛、可溶性锰盐与可溶性稀土盐、分散剂、粘结剂与水混合制备成浸渍液；

(3)浸渍负载：将瓦楞型蜂窝载体置于浸渍液中浸渍、并对孔道内多余浸渍液吹扫，然后干燥、焙烧后得到蜂窝状吸附催化材料。

作为本方案的进一步优选，所述瓦楞型蜂窝载体的壁厚为0.1-0.3mm、楞高1.6-1.8mm、波长3-3.5mm。

作为本方案的进一步优选，所述分子筛为ZSM-5、Y或beta中的一种或多种。

作为本方案的进一步优选，所述可溶性锰盐采用乙酸锰或硝酸锰，所述可溶性稀土盐为钇、镧、钕、铈、铕中任一种的乙酸盐或硝酸盐。

作为本方案的进一步优选，锰和稀土元素摩尔比为1.2-1.8：1，锰和稀土元素质量为分子筛质量的3％-15％。

作为本方案的进一步优选，所述分散剂为聚丙烯酸铵或聚乙二醇中的一种，用量为分子筛质量的0.5％-2％；所述粘结剂为硅溶胶、铝溶胶中的一种，浓度为30wt％-40wt％，用量为分子筛质量的30％-40％。

作为本方案的进一步优选，所述瓦楞型蜂窝载体浸渍吹扫后，再经120℃干燥和500-550℃焙烧。

本发明的有益效果是：

吸附催化材料以瓦楞状无机纤维蜂窝为载体，负载高吸附容量、强疏水性的分子筛复合锰-稀土催化活性组分，通道阻力小、接触面积大、吸附和催化活性组分利用率高，对VOCs具有良好的吸附与催化再生效果。该方法制备的吸附催化材料在常温对甲苯动态吸附量达6.8％，250℃时对甲苯转化率达98％。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是本发明对甲苯吸附的性能图；

图2是本发明在不同温度下对甲苯的转化率图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例一。

一种吸附催化材料，其制备方法包括以下步骤：

(1)基体制备：将玻璃纤维或陶瓷纤维浸胶、干燥、瓦楞辊热压、热压纸铺贴与切割，制备成波芯瓦楞型蜂窝载体，其壁厚为0.1-0.3mm、楞高1.6-1.8mm、波长3-3.5mm。

(2)浸渍液制备：依次将分子筛、可溶性锰盐与可溶性稀土盐、分散剂、粘结剂与水混合；其中锰和稀土元素摩尔比为1.2-1.8：1，锰和稀土元素质量为分子筛质量的3％-15％；分子筛为ZSM-5、Y或beta中的一种或多种；可溶性锰盐为乙酸锰或硝酸锰，可溶性稀土盐为钇、镧、钕、铈、铕等乙酸盐或硝酸盐；分散剂为聚丙烯酸铵或聚乙二醇中的一种，用量为分子筛质量的0.5％-2％；粘结剂为硅溶胶、铝溶胶中的一种，浓度为30％-40wt％,用量为分子筛质量的30％-40％。

(3)浸渍负载：将瓦楞型蜂窝载体置于浸渍液中浸渍、对孔道内多余浸渍液吹扫，然后经120℃干燥、500-550℃焙烧后得到蜂窝状吸附催化材料。

实施例二。

本实施例为通过采用实施例一的方法制备的吸附催化材料，该催化材料包括基体和活性组分，基材为玻璃纤维或陶瓷纤维，活性组分为分子筛浸渍负载特定的金属。

具体的，将玻璃纤维制备成波长为3.2mm、楞高为1.8mm、壁厚为0.15mm的瓦楞型蜂窝载体。将硅铝比为350、平均粒度为3微米的ZSM-5分子筛100g、乙酸锰10.08g、乙酸铈15.4g、聚丙烯酸铵1g、40wt％浓度硅溶胶35g、加水调配浸渍液。再将瓦楞型蜂窝载体置于浸渍液浆料中浸渍负载，经120℃干燥2小时、500℃焙烧3小时后得到蜂窝吸附催化材料。

性能测试：

取100g实施例一方法制备出的吸附催化材料，放置于固定床反应器中，反应条件如下：甲苯浓度为100ppm、相对湿度为50％，空速为30000/h，室温条件；甲苯吸附性能测试结果如图1。

对实施例一方法制备的蜂窝吸附催化材料分别于不同温度条件下进行甲苯催化氧化，催化氧化转化率测试结果如图2。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本领域的普通技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明的保护范围，凡采用等同替换等方式所获得的技术方案，均落于本发明的保护范围内。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。