疏水改性分子筛在高湿度环境下对甲苯的吸附性能

摘要

工程实践中Y分子筛在高湿度环境下吸附性能大幅降低,通过聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)预处理后进行mesoSiO_(2)壳层生长得到Y@mesoSiO_(2),将聚二甲基硅氧烷(PDMS)通过化学气相沉积法接枝到Y@mesoSiO_(2)壳层上,可获得疏水特性优异的Y@mesoSiO_(2)-S核壳分子筛。采用SEM、TEM、XRD、XPS和比表面积及孔径分析仪对改性前后Y分子筛形貌和结构进行分析,通过静态和动态吸附实验评价其对水和甲苯的吸附性能。结果表明:mesoSiO_(2)壳相在核相Y分子筛外表面成功生长,并将PDMS成功接枝在Y@mesoSiO_(2)壳层后,Y@mesoSiO_(2)-S的BET比表面积相比Y分子筛增加了2%;静态水蒸气吸附量从298 mg/g降至79 mg/g,动态水蒸气吸附量从245 mg/g降至76 mg/g,材料表面与水接触角得到显著提升。在RH80%时,Y@mesoSiO_(2)-S和Y分子筛对甲苯的饱和吸附量分别为167.2,2.6 mg/g,相比RH20%,分别降低了6.7%和98.3%。与无mesoSiO_(2)壳层的Y-S相比,Y@mesoSiO_(2)-S的BET比表面积增加了46%,其在高湿度环境下(80%RH)对甲苯的饱和吸附量增加了51%。说明通过在Y分子筛与有机硅烷之间引入mesoSiO_(2)壳层,可有效避免有机硅烷直接接枝在Y分子筛表面造成的孔道堵塞问题,同时提升了Y分子筛的疏水性能,改善其在高湿度环境下对甲苯的吸附性能。