丝光沸石分子筛的合成及其吸附VOCs性能的研究

摘要

挥发性有机物（VOCs）已成为主要的大气污染物，其对环境和人体健康造成了不可忽视的影响。工业废气排放是大气VOCs的主要来源之一，吸附法则是净化大风量低浓度的有机废气的一种有效的处理方法。沸石转轮作为一种高效的VOCs吸附处理技术，在国外已得到广泛应用。作为沸石转轮技术的核心部分，吸附剂的选择直接与有机废气的净化效果相关。丝光沸石具有特殊的微孔结构，比表面积大，且耐高温，易脱附，且价廉易得，是一种较为理想的吸附剂。 本文以丝光沸石为研究对象，针对以下问题展开研究： （1）丝光沸石的合成方法及影响因素； （2）制备以堇青石蜂窝陶瓷为载体的丝光沸石吸附剂的方法； （3）制备的载体吸附剂的吸附性能。 论文首先研究了丝光沸石的合成方法及其合成影响因素，并对所得样品进行X射线衍射、扫描电镜、氮气吸附等表征。分析结果得，本实验体系中硅酸粉末最适宜作为硅源合成丝光沸石。配比为n(Na2O):n(Al2O3):n(SiO2):n(H2O)=5：1：25：293.6，投料硅酸粉末、偏铝酸钠、去离子水的质量比12：1：32，最佳反应温度为175℃，最佳反应时间为76.5 h。合成的丝光沸石结晶度高，形貌呈椭球型，其比表面积为470.667 m2·g-1。 为了使得丝光沸石粉末变成具有一定机械强度的吸附剂，论文选用堇青石蜂窝陶瓷作载体，采用浸渍法将丝光沸石涂覆于载体上。经过实验表明，选择γ-Al2O3作粘合剂，聚乙二醇400作表面活性剂制备浆料，反复浸渍涂覆6次，涂覆率约为45.5%，通过扫描电镜可看出载体孔洞内丝光沸石粉末堆积形成一层较厚涂层。 为了测试所制备的丝光沸石吸附剂对VOCs的吸附性能，论文以甲苯作为VOCs的代表，采用吸附实验设备研究不同进气参数如进气浓度和流量对载体吸附剂吸附性能的影响。研究发现蜂窝吸附剂对甲苯的去除率可达100%，随着甲苯进气浓度的提高，吸附剂吸附穿透时间缩短；进气流速对载体吸附剂的影响随着进气流速的增大而增大。

目录

第一章 绪 论

1.1概述

1.2 工业源有机废气的治理技术

1.3吸附法

1.4转轮吸附技术的研究进展

1.5丝光沸石的研究进展

1.6本论文的选题意义及研究内容

第二章 实验部分

2.1主要实验药品与仪器设备

2.2吸附实验装置

2.3实验步骤

2.4实验表征与分析方法

第三章 丝光沸石的合成及表征

3.1丝光沸石的合成方法

3.2丝光沸石的表征

3.3丝光沸石吸附性能的研究

3.4本章小结

第四章 以蜂窝陶瓷为载体的丝光沸石吸附剂的制备

4.1涂覆浆料制备的影响因素

4.2载体表面吸附剂的表征

4.3本章小结

第五章 以蜂窝陶瓷为载体的丝光沸石吸附剂对VOCs吸附性能的研究

5.1进气浓度对吸附剂吸附性能的影响

5.2进气流速对吸附剂吸附性能的影响

5.3本章小结

第六章 结论与展望

6.1结论

6.2有待进一步研究的问题

参考文献

图 表 目 录

致谢

作 者 简 历