CN114225907A - 一种多晶高硅蜂窝分子筛吸附剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及吸附材料技术领域，尤其涉及一种多晶高硅蜂窝分子筛吸附剂及其制备方法。其中，制备方法包括：S1、将高硅复合分子筛原粉、粘结剂混合制成泥料，然后压制成型得到坯体；S2、将坯体微波干燥，然后置于650～900℃下烧制1～3h，得到所述吸附剂。制备方法操作简单，成本低，效率高，适合推广应用。本发明所得吸附剂产品微孔丰富，对VOC有机废气具有良好的吸附作用，不但能耐高温，而且具有良好的疏水性能和强度，使用寿命长；成本低，安全可靠，清洁环保。

Description

一种多晶高硅蜂窝分子筛吸附剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及吸附材料技术领域，尤其涉及一种多晶高硅蜂窝分子筛吸附剂及其制备方法。
背景技术
目前，国内现有VOC有机废气的吸附处理，基本上都是采用蜂窝活性炭作为吸附剂，而蜂窝活性炭产品的主要成分为碳(C)元素，其吸附效率一般可以满足工况要求，吸附转化率可以达到95％以上。但在其吸附饱和后的脱附过程中，由于部分有机废气分子要在150-170℃甚至更高的温度条件下才最活跃，即在该条件下才能脱附，而活性炭产品在脱附温度超过120℃时，往往容易产生自燃，从而引发火灾的危险。所以用蜂窝活性炭作为吸附剂时，目前国内大部分的设备为了安全起见都基本上是在120℃以下的温度条件下进行脱附处理，从而导致脱附不干净的问题，吸附效率也随之大打折扣。同时也正因为无法高温脱附，所以在对蜂窝活性炭进行报废处理时，由于其产品内部还残留部分有机废气成分，所以不得不被列为危废处理，其处理成本也相当昂贵。
针对蜂窝活性炭的以上不足，目前市面上有人研制出了蜂窝沸石分子筛作为替代品，即将活性炭材料改为沸石分子筛材料，以充分利用沸石分子筛的多孔性，吸附性强且耐高温的特性来避开活性炭的不足。但在投入使用的过程中又出现了新的问题，即一般的VOC有机废气成分中都含有部分水份，而普通沸石分子筛材料在遇水后会产生吸附放热反应，使吸附箱整体温度急剧升高，一般会达到70℃左右，从而会导致吸附效率急剧下降(在常温条件下，普通沸石分子筛材料的吸附效率与温度成反比)，并且在产生吸附放热反应同时，由于遇水温度升高，很容易导致沸石蜂窝分子筛产品体积膨胀后而开裂甚至粉化，从而严重影响使用效果和寿命。
发明内容
本发明旨在至少克服上述现有技术的缺点与不足其中之一，提供一种多晶高硅蜂窝分子筛吸附剂及其制备方法与应用。本发明目的基于以下技术方案实现：
本发明目的第一个方面，提供了一种多晶高硅蜂窝分子筛吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
S1、将高硅复合分子筛原粉、粘结剂混合制成泥料，然后压制成型得到坯体；所述高硅复合分子筛原粉包括ZSM-5分子筛、HZSM-5分子筛、ZSM-11分子筛、13X分子筛、Y分子筛、β分子筛中的一种或多种，且硅铝比≥400:1；
S2、将坯体微波干燥，然后置于650～900℃下烧制1～3h，得到所述吸附剂。
本发明采用多晶高硅分子筛为主要原材料，利用其良好的吸附性与疏水性，使产品性能充分满足VOC有机废气吸附处理的工况需求。采用粘结剂与高硅复合分子筛原粉混合制泥，在不影响产品性能的基础上增加泥料的粘性(有利于成型)，也确保了坯体的强度，同时烧制出来的产品强度也得到了大幅度的提高，确保了产品在使用时不容易开裂与粉化，从而大大提高了产品的使用寿命。本发明所得产品微孔丰富，对VOC有机废气具有良好的吸附作用，由于主要成分采用多晶高硅复合分子筛材料，不但能耐高温(耐温度达800℃)，而且具有良好的疏水性能和强度。本发明不但克服了蜂窝活性炭的不安全性与吸附效率低的缺点；同时也克服了普通蜂窝沸石分子筛强度低，吸水放热从而影响吸附效果与使用寿命的缺点。
优选地，步骤S1中所述粘结剂包括硅溶胶、铝溶胶、SiO2-Al2O3复合溶胶、水玻璃、磷酸、三聚磷酸钠溶液、六偏磷酸钠溶液、磷酸二氢铝溶液、植物胶中的一种或多种。
优选地，所述硅溶胶、铝溶胶、SiO2-Al2O3复合溶胶的平均粒径为100～600nm。
优选地，步骤S1中所述粘结剂的浓度为10～30wt％，所述粘结剂的加入量为高硅复合分子筛原粉的15～40wt％。
本发明采用低浓度粘结剂，且粘结剂含量较低，不影响吸附剂产品的性能，且能保证坯体的强度，同时烧制出来的产品强度也得到了大幅度的提高。
优选地，步骤S1具体包括：将高硅复合分子筛原粉、粘结剂混合，在捏合机中捏合10～25min制成泥料，再将捏好的泥料倒入真空练泥机制成泥段，再将泥段放入挤压机中挤压成型。
优选地，步骤S2中所述微波干燥具体为控制坯体表面温度为90～130℃微波辐照15～60min。
优选地，步骤S2中所述烧制的温度为700～800℃，烧制出来的产品强度也得到了大幅度的提高。
优选地，步骤S1中还包括加入海泡石粉、氯化钙、氧化镁、硫酸钡晶须、碳纳米管中的一种或多种混合制成泥料。此时，粘结剂的加入量应为所有原料总质量的15～40wt％。
海泡石粉具有很强的吸附能力。海泡石的特殊结构决定了它拥有包括贯穿整个结构的沸石，水通道和孔洞以及大的表面积，它具有截面积为0.36nm×1.06nm的管状贯穿通道及高达900m2·g-1的理论表面积；在通道和孔洞中可以吸附大量的水或极性物质，包括低极性物质。氯化钙，对重金属具有良好的特异吸附性能。氧化镁，可以改善泥料的致密性和流变性，同时具有高度耐火绝缘性能，也可以作为吸附剂提高蜂窝分子筛的吸附效果。硫酸钡晶须，不仅具有优异的耐候性和抗老化性，而且能增加分子筛吸附剂的耐磨性和抗冲击强度，显著提高蜂窝分子筛吸附剂的韧性。碳纳米管具有纳米结构、性能稳定、比表面积大的特点，对挥发性有机物具有优异的吸附效果。将氯化钙和高硅复合分子筛原粉、海泡石粉或碳纳米管等复合，形成了对重金属的***吸附作用，对废气中重金属的吸附去除率达到了99.5％。氧化镁、硫酸钡晶须改善了蜂窝分子筛吸附剂的机械性能，提高了使用寿命。
优选地，原料的质量比例为：高硅复合分子筛原粉100份，以及下列物质中的一种或多种：海泡石粉3～8份、氯化钙3～8份、氧化镁3～8份、硫酸钡晶须3～8份、碳纳米管3～10份。
优选地，步骤S2之后还包括步骤S3：将所述吸附剂置于反应器中，在惰性气体保护下通入吡啶蒸汽对吸附剂进行疏水处理，反应温度为115～170℃，反应时间1～4h；然后降温至50℃及以下，持续通入惰性气体进行脱附，脱附时间1～2h。
通过对吸附剂蒸熏纯吡啶的方式，使得吸附剂内表面附上一层吡啶膜。利用分子级别纯吡啶的疏水性，使得该种吸附剂材料内表面化学性质、比表面积、孔容积、以及孔径分布发生变化；利用吸附剂内表面裸露的金属离子和有机配体对吡啶的结合强度的不同，通过惰性气体高压脱附的方式，剥离有机配体表面的吡啶膜，恢复吸附剂对气体分子的强吸附能力。采用合适的压强和惰性气体，使得脱附过程中金属离子表面吡啶膜稳定，最后改性得到的蜂窝分子筛吸附材料能够有效解决由于金属离子的亲水性导致目标气态分子吸附性能下降和内部结构破坏的问题，从而提高有水分子存在下蜂窝分子筛吸附剂对非极性有机分子的吸附性能，并保持蜂窝分子筛吸附剂的结构稳定性。
优选地，所述疏水处理过程中通入吡啶与惰性气体的质量比为0.1～1：100，所述吡啶与吸附剂的质量比为0.5～1.5：100。
优选地，所述惰性气体包括氮气、氦气、氩气中的一种或多种。
本发明目的第二个方面，提供了一种多晶高硅蜂窝分子筛吸附剂，根据以上任一项所述的制备方法制得。
本发明目的第三个方面，提供了一种多晶高硅蜂窝分子筛吸附剂在VOC有机废气处理中的应用。
本发明可至少取得如下有益效果其中之一：
本发明采用多晶高硅分子筛为主要原材料，利用其良好的吸附性与疏水性，使产品性能充分满足VOC有机废气吸附处理的工况需求。采用粘结剂与高硅复合分子筛原粉混合制泥，在不影响产品性能的基础上增加泥料的粘性(有利于成型)，也确保了坯体的强度，同时烧制出来的产品强度也得到了大幅度的提高，确保了产品在使用时不容易开裂与粉化，从而大大提高了产品的使用寿命。本发明的制备方法操作简单，成本低，效率高，适合推广应用。
本发明所得吸附剂产品微孔丰富，对VOC有机废气具有良好的吸附作用，由于主要成分采用多晶高硅复合分子筛材料，不但能耐高温(耐温度达800℃)，而且具有良好的疏水性能和强度，使用寿命长。本发明不但克服了蜂窝活性炭的不安全性与吸附效率低的缺点；同时也克服了普通蜂窝沸石分子筛强度低，吸水放热从而影响吸附效果与使用寿命的缺点。
目前我国在VOC有机废气处理工艺中，约80％是采用吸附—脱附—焚烧—排放的工艺，对吸附剂的年需求量约为150万立方左右，其中90％还是采用蜂窝活性炭。蜂窝活性炭的市场单价约为4000元/立方，使用寿命约为1年，危废处理费用约为5000-8000元/立方，综合成本约为10000元/立方/年(还不包括因更换停车的人工费用及因此而耽搁生产而产生的间接损失)。而采用本发明产品市场单价约为30000元/立方，使用寿命约为5年，危废处理费用为零，综合成本约为6000元/年/立方；且安全可靠，清洁环保。
具体实施方式
下面将对本发明的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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明优选实施例中，硅铝比指SiO2/Al2O3的摩尔比；ZSM-5分子筛的硅铝比>400、HZSM-5分子筛的硅铝比>150、ZSM-11分子筛的硅铝比>200、13X分子筛的硅铝比>2.8、Y分子筛的硅铝比>100、β分子筛的硅铝比>100。
实施例1
一种多晶高硅蜂窝分子筛吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
S1、取高硅复合分子筛原粉，加入其质量25wt％的磷酸二氢铝溶液(浓度为20wt％)混合，混合后置于捏合机中捏合15min制成泥料，然后将泥料倒入真空练泥机制成泥段，再将泥段放入挤压机中挤压成型得到坯体；高硅复合分子筛原粉为硅铝比≥400:1的ZSM-5分子筛。
S2、将坯体放入工业微波炉中，控制坯体表面温度为120℃下辐照30min后取出，置于窑炉中在750℃下烧制2h，得到分子筛吸附剂。
实施例2
一种多晶高硅蜂窝分子筛吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
S1、取高硅复合分子筛原粉100份、氯化钙4份、碳纳米管6份，加入原料总质量15wt％的粘结剂(浓度为15wt％)混合，混合后置于捏合机中捏合10min制成泥料，然后将泥料倒入真空练泥机制成泥段，再将泥段放入挤压机中挤压成型得到坯体；其中，粘结剂为12wt％的六偏磷酸钠溶液，高硅复合分子筛原粉包括ZSM-5分子筛、HZSM-5分子筛(质量比8：1)，且硅铝比≥400:1；
S2、将坯体放入工业微波炉中，控制坯体表面温度为90℃辐照60min后取出，置于窑炉中在650℃下烧制3h，得到分子筛吸附剂。
实施例3
一种多晶高硅蜂窝分子筛吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
S1、取高硅复合分子筛原粉，加入其质量40wt％的粘结剂混合，混合后置于捏合机中捏合25min制成泥料，然后将泥料倒入真空练泥机制成泥段，再将泥段放入挤压机中挤压成型得到坯体；高硅复合分子筛原粉的硅铝比≥400:1，复合晶相为；粘结剂包括平均粒径为100～600nm、浓度为30wt％的硅溶胶和铝溶胶，高硅复合分子筛原粉包括ZSM-5分子筛和Y分子筛(质量比10：1)，且硅铝比≥400:1；
S2、将坯体放入工业微波炉中，控制坯体表面温度为130℃辐照15min后取出，置于窑炉中在900℃下烧制1h，得到分子筛吸附剂；
S3：将所得吸附剂置于管式反应器中，通入氮气将反应器内的空气去除，然后随氮气通入吡啶蒸汽对吸附剂进行疏水处理，其中，吡啶与氮气的质量比为0.2：100，吡啶与吸附剂的质量比为1.5：100，反应温度为120℃，反应时间4h；然后降温至50℃及以下，持续通入氮气进行脱附，脱附时间2h。
实施例4
一种多晶高硅蜂窝分子筛吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
S1、取高硅复合分子筛原粉100份、海泡石粉5份、氯化钙6份，加入原料总质量35wt％的粘结剂混合，混合后置于捏合机中捏合20min制成泥料，然后将泥料倒入真空练泥机制成泥段，再将泥段放入挤压机中挤压成型得到坯体；粘结剂包括10wt％的SiO2-Al2O3复合溶胶(Si：Al＝1：1)、15wt％的三聚磷酸钠溶液、SiO2-Al2O3复合溶胶的平均粒径为100～600nm，高硅复合分子筛原粉包括ZSM-5分子筛、13X分子筛、β分子筛(质量比10：1：1)，且硅铝比≥400:1；
S2、将坯体放入工业微波炉中，控制坯体表面温度为100℃辐照45min后取出，置于窑炉中在850℃下烧制2h，得到分子筛吸附剂；
S3：将所得吸附剂置于管式反应器中，通入氮气将反应器内的空气去除，然后随氮气通入吡啶蒸汽对吸附剂进行疏水处理，其中，吡啶与氮气的质量比为1：100，吡啶与吸附剂的质量比为1：100，反应温度为165℃，反应时间1h；然后降温至50℃及以下，持续通入氮气进行脱附，脱附时间1h。
实施例5
一种多晶高硅蜂窝分子筛吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
S1、取高硅复合分子筛原粉100份、氧化镁4份、硫酸钡晶须5份、碳纳米管6份，加入原料总质量20wt％的粘结剂混合，混合后置于捏合机中捏合20min制成泥料，然后将泥料倒入真空练泥机制成泥段，再将泥段放入挤压机中挤压成型得到坯体；粘结剂为水玻璃和植物胶(质量比2：1)，粘结剂的总浓度为25wt％，高硅复合分子筛原粉包括ZSM-5分子筛和ZSM-11分子筛(质量比5：1)，且硅铝比≥400:1；
S2、将坯体放入工业微波炉中，控制坯体表面温度为110℃辐照30min后取出，置于窑炉中在700℃下烧制2h，得到分子筛吸附剂；
S3：将所得吸附剂置于管式反应器中，通入氮气将反应器内的空气去除，然后随氮气通入吡啶蒸汽对吸附剂进行疏水处理，其中，吡啶与氮气的质量比为0.5：100，吡啶与吸附剂的质量比为1.2：100，反应温度为130℃，反应时间3h；然后降温至50℃及以下，持续通入氮气进行脱附，脱附时间1.5h。
实施例6
一种多晶高硅蜂窝分子筛吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
S1、ZSM-5分子筛原粉(硅铝比>400:1)100份、海泡石粉6份、氯化钙5份、氧化镁6份、硫酸钡晶须5份、碳纳米管8份，加入原料总质量30wt％的磷酸二氢铝溶液(浓度为20wt％)混合，混合后置于捏合机中捏合15min制成泥料，然后将泥料倒入真空练泥机制成泥段，再将泥段放入挤压机中挤压成型得到坯体；
S2、将坯体放入工业微波炉中，控制坯体表面温度为120℃辐照30min后取出，置于窑炉中在800℃下烧制2h，得到分子筛吸附剂；
S3：将所得吸附剂置于管式反应器中，通入氮气将反应器内的空气去除，然后随氮气通入吡啶蒸汽对吸附剂进行疏水处理，其中，吡啶与氮气的质量比为0.75：100，吡啶与吸附剂的质量比为1：100，反应温度为150℃，反应时间2h；然后降温至50℃及以下，持续通入氮气进行脱附，脱附时间1h。
对比例1
市售100×100×100mm立方形耐水蜂窝活性炭(主成分活性炭+黏土)，方孔尺寸2.5×2.5mm，壁厚1.0mm。
将实施例1～5所得蜂窝分子筛吸附剂产品(与对比例相同规格)和对比例1的蜂窝活性炭用于对苯的动态吸附性能测试(相对湿度80％)，并与蜂窝活性炭进行对比，结果列于表1。
表1
动态吸附能力/％ 脱附能力/％(200℃)
实施例1 8.8 >99
实施例2 8.9 >99
实施例3 9.1 >99
实施例4 9.7 >99
实施例5 9.4 >99
实施例6 10.1 >99
蜂窝活性炭 4.8 85
由表1数据可知，本发明的吸附剂产品具有优异的吸附性能，与蜂窝活性炭相比，动态吸附能力和脱附能力均有大幅提高。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多晶高硅蜂窝分子筛吸附剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将高硅复合分子筛原粉、粘结剂混合制成泥料，然后压制成型得到坯体；所述高硅复合分子筛原粉包括ZSM-5分子筛、HZSM-5分子筛、ZSM-11分子筛、13X分子筛、Y分子筛、β分子筛中的一种或多种，且硅铝比≥400:1；
S2、将坯体微波干燥，然后置于650～900℃下烧制1～3h，得到所述吸附剂。
2.根据权利要求1所述的一种多晶高硅蜂窝分子筛吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述粘结剂包括硅溶胶、铝溶胶、SiO2-Al2O3复合溶胶、水玻璃、磷酸、三聚磷酸钠溶液、六偏磷酸钠溶液、磷酸二氢铝溶液、植物胶中的一种或多种，所述硅溶胶、铝溶胶、SiO2-Al2O3复合溶胶的平均粒径为100～600nm。
3.根据权利要求1所述的一种多晶高硅蜂窝分子筛吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述粘结剂的加入量为高硅复合分子筛原粉的15～40wt％，所述粘结剂的浓度为10～30wt％。
4.根据权利要求1所述的一种多晶高硅蜂窝分子筛吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤S1具体包括：将高硅复合分子筛原粉、粘结剂混合，在捏合机中捏合10～25min制成泥料，再将捏好的泥料倒入真空练泥机制成泥段，再将泥段放入挤压机中挤压成型。
5.根据权利要求1所述的一种多晶高硅蜂窝分子筛吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述微波干燥具体为控制坯体表面温度为90～130℃微波辐照15～60min，步骤S2中所述烧制的温度为700～800℃。
6.根据权利要求1所述的一种多晶高硅蜂窝分子筛吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤S1中还包括加入海泡石粉、氯化钙、氧化镁、硫酸钡晶须、碳纳米管中的一种或多种混合制成泥料。
7.根据权利要求1所述的一种多晶高硅蜂窝分子筛吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤S2之后还包括步骤S3：将所述吸附剂置于反应器中，在惰性气体保护下通入吡啶蒸汽对吸附剂进行疏水处理，反应温度为115～170℃，反应时间1～4h；然后降温至50℃及以下，持续通入惰性气体进行脱附，脱附时间1～2h。
8.根据权利要求7所述的一种多晶高硅蜂窝分子筛吸附剂的制备方法，其特征在于，所述疏水处理过程中通入吡啶与惰性气体的质量比为0.1～1：100，所述吡啶与吸附剂的质量比为0.5～1.5：100。
9.一种多晶高硅蜂窝分子筛吸附剂，其特征在于，根据权利要求1～8中任一项所述的制备方法制得。
10.根据权利要求9所述的一种多晶高硅蜂窝分子筛吸附剂，其特征在于，在VOC有机废气处理中的应用。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116328724A (zh) * 2023-03-20 2023-06-27 东洋和光净化材料(江苏)有限公司 一种voc吸附剂及其制备方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1034392A (zh) * 1986-12-18 1989-08-02 环球油品公司 用非沸石型聚合吸附剂从发酵液中分离柠檬酸
CN1072654A (zh) * 1992-12-09 1993-06-02 复旦大学 疏水晶态二氧化硅分子筛的制备方法
WO2013093519A2 (en) * 2011-12-22 2013-06-27 Bio Nano Consulting Carbon nanotube aerogels and xerogels for co2 capture
CN104549185A (zh) * 2014-12-04 2015-04-29 同济大学 一种金属有机骨架吸附材料表面改性方法
CN109482136A (zh) * 2018-12-27 2019-03-19 青岛华世洁环保科技有限公司 一种吸附剂及其制备方法
CN112246217A (zh) * 2020-10-30 2021-01-22 上海绿强新材料有限公司 一种用于沸石吸附转轮VOCs净化的整体式蜂窝分子筛及制备
CN113019316A (zh) * 2021-04-06 2021-06-25 山东众智发环境科技有限公司 一种可循环再生的整体式蜂窝分子筛吸附剂及其制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1034392A (zh) * 1986-12-18 1989-08-02 环球油品公司 用非沸石型聚合吸附剂从发酵液中分离柠檬酸
CN1072654A (zh) * 1992-12-09 1993-06-02 复旦大学 疏水晶态二氧化硅分子筛的制备方法
WO2013093519A2 (en) * 2011-12-22 2013-06-27 Bio Nano Consulting Carbon nanotube aerogels and xerogels for co2 capture
CN104549185A (zh) * 2014-12-04 2015-04-29 同济大学 一种金属有机骨架吸附材料表面改性方法
CN109482136A (zh) * 2018-12-27 2019-03-19 青岛华世洁环保科技有限公司 一种吸附剂及其制备方法
CN112246217A (zh) * 2020-10-30 2021-01-22 上海绿强新材料有限公司 一种用于沸石吸附转轮VOCs净化的整体式蜂窝分子筛及制备
CN113019316A (zh) * 2021-04-06 2021-06-25 山东众智发环境科技有限公司 一种可循环再生的整体式蜂窝分子筛吸附剂及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
徐同考: "《塑料改性实用技术》", 中国轻工业出版社, pages: 143 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116328724A (zh) * 2023-03-20 2023-06-27 东洋和光净化材料(江苏)有限公司 一种voc吸附剂及其制备方法

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