CN102886242A - 固载有机胺的高效吸附酸性气体改性分子筛的制备方法 - Google Patents

固载有机胺的高效吸附酸性气体改性分子筛的制备方法 Download PDF

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姚炜
张豪杰
刘洋
周洁
邹娟珍
何丹农
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Abstract

一种固载有机胺的高效吸附酸性气体改性分子筛的制备方法，其特征在于，改性分子筛由分子筛和有机胺类改性剂组成，其质量百分比组分为分子筛75~98%，有机胺类改性剂25~2%；经有机胺类改性剂浸渍分子筛，再进行干燥制得固载有机胺的高效吸附酸性气体改性分子筛。该吸附材料对二氧化硫、三氧化硫、硫化氢、氰化氢、氯化氢、氮氧化物和和有机酸类等酸性气体具有良好的吸附净化效果，同时具有活性高、成本低、制备简单、吸附容量大和可再生循环使用等优点。

Description

固载有机胺的高效吸附酸性气体改性分子筛的制备方法
技术领域
本发明涉及一种改性分子筛的制备方法，特别是涉及一种固载有机胺的高效吸附酸性气体改性分子筛的制备方法。 
背景技术
二氧化碳、二氧化硫、三氧化硫、硫化氢、氰化氢、氯化氢、氮氧化物和有机酸类等是大气环境的主要污染物，其来源主要由机动车尾气、发电厂、化工厂和制药厂等的气体排风，是大气环境的重要污染源之一，严重危害了人、动物、植物和建筑等。因此，制备一种具有固气相高效吸附酸性气体净化空气的材料具有很好的现实意义。文献公开了一种由氢氧化钠、尿素、一乙醇胺、二乙醇胺按一定重量份数配比制成的可同时消除烟气中硫和氮的液体催化剂。文献公开了一种利用二甲基乙醇胺和助催化剂液相高效脱出水或二氧化碳的方法。文献也公开了与以上两项专利类似的液相脱出酸性气体的方法。
    以上高效脱出酸性气体污染物的专利都局限于液体溶剂净化酸性气体，即发生气液两相反应。该方法虽然具有传质效率高、反应充分和净化效率高等优点，但同时也具有反应装置结构复杂、工艺流程长、成本高和运行操作不便等缺点。
本发明将有机胺固载化到商业化的各类分子筛上，制备出使用简单的固体酸性气体净化材料，使酸性气体发生气固相反应。具有反应工艺流程短、简化了净化装置、方便了净化材料的更换和可再生循环使用等优点。 
发明内容
本发明的目的在于提供一种固载有机胺的高效吸附酸性气体改性分子筛的制备方法。该改性分子筛具有活性高、比表面积大、稳定性好、适应性强和吸附容量大等特点，可广泛应用在大气环境治理、工厂尾气净化和化工等领域。当改性分子筛吸附饱和后可通过加热再生循环使用。
本发明提供一种固载有机胺的高效吸附酸性气体改性分子筛的制备方法，其特征在于，改性分子筛由分子筛和有机胺类改性剂组成，其质量百分比组分为分子筛75~98%，有机胺类改性剂25~2%；经有机胺类改性剂浸渍分子筛，再进行干燥制得固载有机胺的高效吸附酸性气体改性分子筛。
所述分子筛为3A、4A、5A、13X、ZSM-5中的一种或其组合。
所述有机胺类改性剂，其沸点不低于100℃，为乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、乙二胺中的一种或几种组成。
将有机胺改性剂配制成浸渍液，浸渍分子筛2~24小时后经80~120℃下烘干2~10小时，制得高效吸附酸性气体的改性分子筛。
吸附材料性能评价在U型玻璃管反应器中进行，用量3ml，粒度20～40目，原料气组成为SO2为例，其含量为5～200ppm，其余为空气。吸附温度30℃，压力0.1MPa，相对湿度40～90%，空速（GHSV）为20000h-1。
具体实施方式：
以下结合改性分子筛具体制备过程对本发明进一步说明：
称取一定量的乙二胺（或其他有机胺类）溶解于去离子水中配制成浸渍液，再将该浸渍液以过量体积浸渍方式浸渍20~40目的5A分子筛（或其他分子筛）。浸渍2小时后经90℃下烘干3小时，制得改性的5A分子筛吸附材料；
实施例1
称取一定量的三乙醇胺溶解于8ml去离子水中，配制成浸渍液，将该浸渍液采取过量体积浸渍方式浸渍到3ml，20~40目的3A分子筛上，室温下浸渍2小时后经90℃烘干3小时，制得含5%三乙醇胺改性的3A分子筛吸附材料。
将所制的吸附材料按照前述试验条件进行吸附性能评价，其对SO2的吸附效率为86.3%。
实施例2
称取一定量的二乙醇胺溶解于8ml去离子水中，配制成浸渍液，将该浸渍液采取过量体积浸渍方式浸渍到3ml，20~40目的3A分子筛上，室温下浸渍2小时后经90℃烘干3小时，制得含5%二乙醇胺改性的3A分子筛吸附材料。
将所制的吸附材料按照前述试验条件进行吸附性能评价，其对SO2的吸附效率为90.5%。
实施例3
称取一定量的乙醇胺溶解于8ml去离子水中，配制成浸渍液，将该浸渍液采取过量体积浸渍方式浸渍到3ml，20~40目的3A分子筛上，室温下浸渍2小时后经90℃烘干3小时，制得含5%乙醇胺改性的3A分子筛吸附材料。
将所制的吸附材料按照前述试验条件进行吸附性能评价，其对SO2的吸附效率为93.1%。
实施例4
称取一定量的乙二胺溶解于8ml去离子水中，配制成浸渍液，将该浸渍液采取过量体积浸渍方式浸渍到3ml，20~40目的3A分子筛上，室温下浸渍2小时后经90℃烘干3小时，制得含5%乙二胺改性的3A分子筛吸附材料。
将所制的吸附材料按照前述试验条件进行吸附性能评价，其对SO2的吸附效率为96.1%。
实施例5
称取一定量的乙二胺溶解于8ml去离子水中，配制成浸渍液，将该浸渍液采取过量体积浸渍方式浸渍到3ml，20~40目5A分子筛上，室温下浸渍2小时后经90℃烘干3小时，制得含5%乙二胺改性的5A分子筛吸附材料。
将所制的吸附材料按照前述试验条件进行吸附性能评价，其对SO2的吸附效率为98.2%。
实施例6
称取一定量的乙二胺溶解于8ml去离子水中，配制成浸渍液，将该浸渍液采取过量体积浸渍方式浸渍到3ml，20~40目5A分子筛上，室温下浸渍2小时后经90℃烘干3小时，制得含10%乙二胺改性的5A分子筛吸附材料。
将所制的吸附材料按照前述试验条件进行吸附性能评价，其对SO2的吸附效率为99.4%。
实施例7
称取一定量的乙二胺溶解于8ml去离子水中，配制成浸渍液，将该浸渍液采取过量体积浸渍方式浸渍到3ml，20~40目13X分子筛上，室温下浸渍2小时后经90℃烘干3小时，制得含5%乙二胺改性的13X分子筛吸附材料。
将所制的吸附材料按照前述试验条件进行吸附性能评价，其对SO2的吸附效率为99.5%。
实施例8
称取一定量的乙二胺溶解于8ml去离子水中，配制成浸渍液，将该浸渍液采取过量体积浸渍方式浸渍到3ml，20~40目13X分子筛上，室温下浸渍2小时后经90℃烘干3小时，制得含10%乙二胺改性的13X分子筛吸附材料。
将所制的吸附材料按照前述试验条件进行吸附性能评价，其对SO2的吸附效率为99.8%。

Claims (4)

1.一种固载有机胺的高效吸附酸性气体改性分子筛的制备方法，其特征在于，改性分子筛由分子筛和有机胺类改性剂组成，其质量百分比组分为分子筛75~98%，有机胺类改性剂25~2%；经有机胺类改性剂浸渍分子筛，再进行干燥制得固载有机胺的高效吸附酸性气体改性分子筛。
2.根据权利要求1所述的固载有机胺的高效吸附酸性气体改性分子筛的制备方法，其特征在于所述分子筛为3A、4A、5A、13X、ZSM-5中的一种或其组合。
3.根据权利要求1所述的固载有机胺的高效吸附酸性气体改性分子筛的制备方法，其特征在于所述有机胺类改性剂，其沸点不低于100℃，为乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、乙二胺中的一种或几种组成。
4.根据权利要求1所述的固载有机胺的高效吸附酸性气体改性分子筛的制备方法，其特征在于，将有机胺改性剂配制成浸渍液，浸渍分子筛2~24小时后经80~120℃下烘干2~10小时，制得高效吸附酸性气体的改性分子筛。
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