CN117599753A - 一种基于分子筛的吸附材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于分子筛的吸附材料，包括A层和B层，所述A层包括如下重量份原料：10‑20份玻璃纤维，10‑15份陶瓷纤维，25‑35份无纺布，20‑35份熔喷布；所述B组分包括如下重量份原料：10‑20份玻璃纤维，10‑15份陶瓷纤维，25‑35份无纺布，20‑35份熔喷布；将分子筛与无机纤维复合后使用相对单一无机纤维纸，一方面提高了机械性能和蜂窝材料脱附再生性能，减少单一吸附材料性能的不足、提升材料整体吸附性能和使用稳定性；另一方面提高了材料的比表面积和吸附容量，有效提升对VOC气体的去除效率。
Description
技术领域
本发明属于吸附材料技术领域，具体涉及一种基于分子筛的吸附材料及其制备方法。
背景技术
吸附技术是VOC处理常用的技术之一，而活性炭纤维作为吸附材料，具有较规整的微孔结构，吸附能力强，不过其对极性较大的小分子VOCs，如甲醛、乙醇、乙酸等吸附容量都极为低下，且活性炭纤维作为吸附材料，在处理高沸点VOC时具有较高的可燃性。分子筛是另一种常用的吸附材料，由于分子筛表面积小于活性炭、平均重量略高于活性炭纤维，但分子筛在去除VOCs时具有优异的吸附选择性、良好的高温稳定性以及循环再生性能。
中国专利CN209810192U，公开了一种新型瓦楞沸石吸附材料载体：采用金属片层、玻璃纤维或陶瓷纤维通过相互贴合热压形成复合载体，在该载体表面上负载分子筛后形成瓦楞蜂窝材料，不过该方法由于存在金属片层重量大、活性含量低，影响了吸附性能。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于分子筛的吸附材料及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种基于分子筛的吸附材料，包括A层和B层，所述A层包括如下重量份原料：10-20份玻璃纤维，10-15份陶瓷纤维，25-35份无纺布，20-35份熔喷布；所述B组分包括如下重量份原料：10-20份玻璃纤维，10-15份陶瓷纤维，25-35份无纺布，20-35份熔喷布；
该基于分子筛的吸附材料包括如下步骤制成：
第一步、将玻璃纤维、陶瓷纤维、无纺布和熔喷布混合均匀，压平，制成混合层a和混合层b；按重量份计，将10-20份水玻璃、10-15份分子筛、20-30份硅溶胶和20-30份拟薄水铝石混合均匀，制得浆料，将浆料分别涂覆在混合层a和混合层b表面，之后加热进行干燥，干燥温度120-150℃，干燥时间10-15s，之后将涂覆后的混合层a采用瓦楞成型机，进行压制，常温压制，制得a基层，在混合层b表面采用辊轴上胶机进行连续上胶，制得b基层；
第二步、通过复合导辊将a基层和b基层进行复合，形成瓦楞纸板，将瓦楞纸板在温度120-150℃下干燥10-15s，之后收卷，收卷直径小于800mm，之后分切，在550-700℃下焙烧20-24h，制得基于分子筛的吸附材料。
进一步地，上胶所用胶粘剂包括如下步骤制成：
步骤S1、将重量份计将1-5份PVA加入10-50份去离子水中，制得溶液c，备用；将30-50份壳聚糖加入200-350份去离子水，匀速搅拌直至溶胀，调节体系pH直至4-6，之后加入1-2份质量分数10％过硫酸铵水溶液，搅拌均匀，制得混合液d；
步骤S2、将溶液a加入混合液d中，按重量份计，加入10-15份质量分数5％环氧氯丙烷溶液，升温至65-75℃，匀速搅拌2h，滴加质量分数15％氢氧化钠溶液调节pH，直至体系呈中性，继续升温至85℃，反应10min，冷却至室温，静置、脱泡，制得胶粘剂。
进一步地，所述加热的方式为采用发热管电加热或红外线辐射。
进一步地，瓦楞成型机的压制速度0.5-1.5m/min。
一种基于分子筛的吸附材料的制备方法，包括如下步骤：
第一步、将玻璃纤维、陶瓷纤维、无纺布和熔喷布混合均匀，压平，制成混合层a和混合层b；按重量份计，将10-20份水玻璃、10-15份分子筛、20-30份硅溶胶和20-30份拟薄水铝石混合均匀，制得浆料，将浆料分别涂覆在混合层a和混合层b表面，之后加热进行干燥，干燥温度120-150℃，干燥时间10-15s，之后将涂覆后的混合层a采用瓦楞成型机，进行压制，常温压制，制得a基层，在混合层b表面采用辊轴上胶机进行连续上胶，制得b基层；
第二步、通过复合导辊将a基层和b基层进行复合，形成瓦楞纸板，将瓦楞纸板在温度120-150℃下干燥10-15s，之后收卷，收卷直径小于800mm，之后分切，在550-700℃下焙烧20-24h，制得基于分子筛的吸附材料。
本发明的有益效果：
本发明制备出一种基于分子筛的吸附材料，通过将A层压制成瓦楞型，将分子筛与无机纤维复合后使用相对单一无机纤维纸，一方面提高了机械性能和蜂窝材料脱附再生性能，减少单一吸附材料性能的不足、提升材料整体吸附性能和使用稳定性；另一方面提高了材料的比表面积和吸附容量，有效提升对VOC气体的去除效率；
此外，本发明还制备出一种胶粘剂，通过壳聚糖交联PVA不含有有机挥发物，污染小更环保，粘结强度更强，耐水性能更高，防止吸附材料上胶后在潮湿环境下发生开胶等现象。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种基于分子筛的吸附材料，包括A层和B层，所述A层包括如下重量份原料：10份玻璃纤维，10份陶瓷纤维，25份无纺布，20份熔喷布；所述B组分包括如下重量份原料：10份玻璃纤维，10份陶瓷纤维，25份无纺布，20份熔喷布；
该基于分子筛的吸附材料包括如下步骤制成：
第一步、将玻璃纤维、陶瓷纤维、无纺布和熔喷布混合均匀，压平，制成混合层a和混合层b；按重量份计，将10份水玻璃、10份分子筛、20份硅溶胶和20份拟薄水铝石混合均匀，制得浆料，将浆料分别涂覆在混合层a和混合层b表面，之后加热进行干燥，干燥温度120℃，干燥时间10s，之后将涂覆后的混合层a采用瓦楞成型机，进行压制，常温压制，制得a基层，在混合层b表面采用辊轴上胶机进行连续上胶，制得b基层；
第二步、通过复合导辊将a基层和b基层进行复合，形成瓦楞纸板，将瓦楞纸板在温度120℃下干燥10s，之后收卷，收卷直径小于800mm，之后分切，在550℃下焙烧20h，制得基于分子筛的吸附材料。
所述胶粘剂包括如下步骤制成：
步骤S1、将重量份计将1份PVA加入10份去离子水中，制得溶液c，备用；将30份壳聚糖加入200份去离子水，匀速搅拌直至溶胀，调节体系pH直至4，之后加入1份质量分数10％过硫酸铵水溶液，搅拌均匀，制得混合液d；
步骤S2、将溶液a加入混合液d中，按重量份计，加入10份质量分数5％环氧氯丙烷溶液，升温至65℃，匀速搅拌2h，滴加质量分数15％氢氧化钠溶液调节pH，直至体系呈中性，继续升温至85℃，反应10min，冷却至室温，静置、脱泡，制得胶粘剂。
所述加热的方式为采用发热管电加热或红外线辐射。
瓦楞成型机的压制速度0.5m/min。
实施例2
一种基于分子筛的吸附材料，包括A层和B层，所述A层包括如下重量份原料：15份玻璃纤维，12份陶瓷纤维，30份无纺布，25份熔喷布；所述B组分包括如下重量份原料：15份玻璃纤维，12份陶瓷纤维，30份无纺布，30份熔喷布；
该基于分子筛的吸附材料包括如下步骤制成：
第一步、将玻璃纤维、陶瓷纤维、无纺布和熔喷布混合均匀，压平，制成混合层a和混合层b；按重量份计，将15份水玻璃、14份分子筛、25份硅溶胶和25份拟薄水铝石混合均匀，制得浆料，将浆料分别涂覆在混合层a和混合层b表面，之后加热进行干燥，干燥温度140℃，干燥时间12s，之后将涂覆后的混合层a采用瓦楞成型机，进行压制，常温压制，制得a基层，在混合层b表面采用辊轴上胶机进行连续上胶，制得b基层；
第二步、通过复合导辊将a基层和b基层进行复合，形成瓦楞纸板，将瓦楞纸板在温度140℃下干燥14s，之后收卷，收卷直径小于800mm，之后分切，在600℃下焙烧22h，制得基于分子筛的吸附材料。
所述胶粘剂包括如下步骤制成：
步骤S1、将重量份计将3份PVA加入30份去离子水中，制得溶液c，备用；将40份壳聚糖加入300份去离子水，匀速搅拌直至溶胀，调节体系pH直至5，之后加入1-2份质量分数10％过硫酸铵水溶液，搅拌均匀，制得混合液d；
步骤S2、将溶液a加入混合液d中，按重量份计，加入12份质量分数5％环氧氯丙烷溶液，升温至70℃，匀速搅拌2h，滴加质量分数15％氢氧化钠溶液调节pH，直至体系呈中性，继续升温至85℃，反应10min，冷却至室温，静置、脱泡，制得胶粘剂。
所述加热的方式为采用发热管电加热或红外线辐射。
瓦楞成型机的压制速度1m/min。
实施例3
一种基于分子筛的吸附材料，包括A层和B层，所述A层包括如下重量份原料：20份玻璃纤维，15份陶瓷纤维，35份无纺布，35份熔喷布；所述B组分包括如下重量份原料：20份玻璃纤维，15份陶瓷纤维，35份无纺布，35份熔喷布；
该基于分子筛的吸附材料包括如下步骤制成：
第一步、将玻璃纤维、陶瓷纤维、无纺布和熔喷布混合均匀，压平，制成混合层a和混合层b；按重量份计，将20份水玻璃、15份分子筛、30份硅溶胶和30份拟薄水铝石混合均匀，制得浆料，将浆料分别涂覆在混合层a和混合层b表面，之后加热进行干燥，干燥温度150℃，干燥时间15s，之后将涂覆后的混合层a采用瓦楞成型机，进行压制，常温压制，制得a基层，在混合层b表面采用辊轴上胶机进行连续上胶，制得b基层；
第二步、通过复合导辊将a基层和b基层进行复合，形成瓦楞纸板，将瓦楞纸板在温度150℃下干燥15s，之后收卷，收卷直径小于800mm，之后分切，在700℃下焙烧24h，制得基于分子筛的吸附材料。
所述胶粘剂包括如下步骤制成：
步骤S1、将重量份计将5份PVA加入50份去离子水中，制得溶液c，备用；将50份壳聚糖加入350份去离子水，匀速搅拌直至溶胀，调节体系pH直至6，之后加入2份质量分数10％过硫酸铵水溶液，搅拌均匀，制得混合液d；
步骤S2、将溶液a加入混合液d中，按重量份计，加入15份质量分数5％环氧氯丙烷溶液，升温至75℃，匀速搅拌2h，滴加质量分数15％氢氧化钠溶液调节pH，直至体系呈中性，继续升温至85℃，反应10min，冷却至室温，静置、脱泡，制得胶粘剂。
所述加热的方式为采用发热管电加热或红外线辐射。
瓦楞成型机的压制速度1.5m/min。
对比例1
本对比例为市售瓦楞蜂窝状吸附材料。
对实施例1-3和对比例1制备出的吸附材料的吸附性能进行检测，结果如下表1所示：
常温下VOC浓度为200mg/m3，风速0.5m/s，气流湿度50％RH，样品厚度50mm；
表1
从上表1中能够看出本发明实施例1-3制备出的吸附材料具有良好的吸附性能。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种基于分子筛的吸附材料，其特征在于，包括A层和B层，所述A层包括如下重量份原料：10-20份玻璃纤维，10-15份陶瓷纤维，25-35份无纺布，20-35份熔喷布；所述B组分包括如下重量份原料：10-20份玻璃纤维，10-15份陶瓷纤维，25-35份无纺布，20-35份熔喷布；
该基于分子筛的吸附材料包括如下步骤制成：
第一步、将玻璃纤维、陶瓷纤维、无纺布和熔喷布混合均匀，压平，制成混合层a和混合层b；按重量份计，将10-20份水玻璃、10-15份分子筛、20-30份硅溶胶和20-30份拟薄水铝石混合均匀，制得浆料，将浆料分别涂覆在混合层a和混合层b表面，之后加热进行干燥，干燥温度120-150℃，干燥时间10-15s，之后将涂覆后的混合层a采用瓦楞成型机，进行压制，常温压制，制得a基层，在混合层b表面采用辊轴上胶机进行连续上胶，制得b基层；
第二步、通过复合导辊将a基层和b基层进行复合，形成瓦楞纸板，将瓦楞纸板在温度120-150℃下干燥10-15s，之后收卷，收卷直径小于800mm，之后分切，在550-700℃下焙烧20-24h，制得基于分子筛的吸附材料。
2.根据权利要求1所述的一种基于分子筛的吸附材料，其特征在于，上胶所用胶粘剂包括如下步骤制成：
步骤S1、将重量份计将1-5份PVA加入10-50份去离子水中，制得溶液c，备用；将30-50份壳聚糖加入200-350份去离子水，匀速搅拌直至溶胀，调节体系pH直至4-6，之后加入1-2份质量分数10％过硫酸铵水溶液，搅拌均匀，制得混合液d；
步骤S2、将溶液a加入混合液d中，按重量份计，加入10-15份质量分数5％环氧氯丙烷溶液，升温至65-75℃，匀速搅拌2h，滴加质量分数15％氢氧化钠溶液调节pH，直至体系呈中性，继续升温至85℃，反应10min，冷却至室温，静置、脱泡，制得胶粘剂。
3.根据权利要求1所述的一种基于分子筛的吸附材料，其特征在于，所述加热的方式为采用发热管电加热或红外线辐射。
4.根据权利要求1所述的一种基于分子筛的吸附材料，其特征在于，瓦楞成型机的压制速度0.5-1.5m/min。
5.根据权利要求1所述的一种基于分子筛的吸附材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
第一步、将玻璃纤维、陶瓷纤维、无纺布和熔喷布混合均匀，压平，制成混合层a和混合层b；按重量份计，将10-20份水玻璃、10-15份分子筛、20-30份硅溶胶和20-30份拟薄水铝石混合均匀，制得浆料，将浆料分别涂覆在混合层a和混合层b表面，之后加热进行干燥，干燥温度120-150℃，干燥时间10-15s，之后将涂覆后的混合层a采用瓦楞成型机，进行压制，常温压制，制得a基层，在混合层b表面采用辊轴上胶机进行连续上胶，制得b基层；
第二步、通过复合导辊将a基层和b基层进行复合，形成瓦楞纸板，将瓦楞纸板在温度120-150℃下干燥10-15s，之后收卷，收卷直径小于800mm，之后分切，在550-700℃下焙烧20-24h，制得基于分子筛的吸附材料。
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