一种基于降低成品革中VOC含量的分子筛的合成方法

摘要

本发明涉及一种基于降低成品革中VOC含量的分子筛的合成方法。本发明采用三种模板剂十六烷基三甲基溴化铵CTAB、四丙基氢氧化铵TPAOH和聚乙烯吡咯烷酮PVP组合使用，制备出了具备微孔和介孔的多级孔高硅铝比ZSM‑5分子筛，由于具有多级孔道结构，可以吸附不同分子大小的挥发性有机物；并且引入了金属元素锌，锌可以补偿负电荷的作用，在吸附性能上提高对极性分子的亲和力。经测试，采用本发明方法制备的ZSM‑5分子筛同时对于甲苯、乙酸乙酯、丙酮、环己烷具有良好的吸附性能，可用于降低成品革中的VOC含量。

说明书

技术领域

本发明属于分子筛领域，特别涉及一种基于降低成品革中VOC含量的分子筛的合成方法。

背景技术

成品革在家居、服饰、汽车等行业有广泛应用，然而其挥发性有机物(VOCs)因具有刺激性气味及毒性，收到广泛关注，成品革的VOCs含量已经成为产品的关键质量指标。成品革中的VOCs的种类众多，主要包括醛酮类、芳烃类、卤代烃类、醇醚酯类、烷烃类及酰胺、酚类等。其中芳烃类物质和醇醚酯类物质具有毒性，是最受关注的有害物。

对于挥发性有机物，主要采用吸附净化技术，分子筛具有独特的孔道结构、可变的硅铝比，是常见的吸附材料，并且可以通过金属改性可以提高其催化性能，实现吸附和催化共同作用，进一步提高对VOCs的净化作用。现有技术中有利用分子筛去除VOC，然而主要集中在甲醛、甲苯等的吸附，对于醇类、酯类等VOCs吸附研究较少，目前还没有同时能够吸附两种甚至多种VOCs的分子筛。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种基于降低成品革中VOC含量的分子筛的合成方法。通过采用特定的模板剂组合制备出具备微孔、介孔的多级孔结构，同时利用金属改性，实现对多种VOCs的有效吸附，大大降低了成品革中的VOCs含量。

本发明提供以下技术方案：

一种基于降低成品革中VOC含量的分子筛的合成方法，包括以下步骤：

(1)将铝源、十六烷基三甲基溴化铵CTAB、四丙基氢氧化铵TPAOH和聚乙烯吡咯烷酮PVP溶解在碳酸钠或氢氧化钠溶液中，搅拌均匀，形成混合液；

(2)在搅拌状态下，加入硅源和锌源，常温下磁力搅拌2-10h，

(3)转移至带有聚四氟乙烯内衬的反应釜中于150-250℃水热晶化12-24h；

(4)将固体分离，用去离子水和无水乙醇洗涤3-5次；

(5)在80-120℃干燥，随后在400-600℃焙烧得到产物。

铝源优选为硫酸铝、偏铝酸钠、异丙醇铝中的至少一种；

锌源优选为硝酸锌、氯化锌中的至少一种；

硅源优选为正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、正硅酸丙酯、正硅酸丁酯中的至少

一种；

各原料的摩尔比为SiO

各原料的摩尔比优选为SiO

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明采用三种模板剂十六烷基三甲基溴化铵CTAB、四丙基氢氧化铵TPAOH和聚乙烯吡咯烷酮PVP组合使用，制备出了具备微孔和介孔的多级孔高硅铝比ZSM-5分子筛，由于具有多级孔道结构，可以吸附不同分子大小的挥发性有机物；并且引入了金属元素锌，锌的负载可以补偿负电荷的作用，在吸附性能上提高对极性分子的亲和力。经测试，采用本发明方法制备的ZSM-5分子筛同时对于甲苯、乙酸乙酯、丙酮、环己烷具有良好的吸附性能，可用于降低成品革中的VOC含量。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作详细描述，但本发明的实施不仅限于此。

实施例1

一种基于降低成品革中VOC含量的分子筛的合成方法，包括以下步骤：

(1)将偏铝酸钠、十六烷基三甲基溴化铵CTAB、四丙基氢氧化铵TPAOH和聚乙烯吡咯烷酮PVP溶解在氢氧化钠溶液中，搅拌均匀，形成混合液；

(2)在搅拌状态下，加入正硅酸乙酯、硝酸锌，常温下磁力搅拌2-10h，

(3)转移至带有聚四氟乙烯内衬的反应釜中于200℃水热晶化20h；

(4)将固体分离，用去离子水和无水乙醇洗涤5次；

(5)在100℃干燥，随后在550℃焙烧得到产物。

各原料的摩尔比优选为SiO

实施例2

一种基于降低成品革中VOC含量的分子筛的合成方法，包括以下步骤：

(1)将偏铝酸钠、十六烷基三甲基溴化铵CTAB、四丙基氢氧化铵TPAOH和聚乙烯吡咯烷酮PVP溶解在氢氧化钠溶液中，搅拌均匀，形成混合液；

(2)在搅拌状态下，加入正硅酸乙酯、硝酸锌，常温下磁力搅拌2-10h，

(3)转移至带有聚四氟乙烯内衬的反应釜中于240℃水热晶化20h；

(4)将固体分离，用去离子水和无水乙醇洗涤5次；

(5)在100℃干燥，随后在550℃焙烧得到产物。

各原料的摩尔比优选为SiO

对比例1

一种基于降低成品革中VOC含量的分子筛的合成方法，步骤(1)中不加入CTAB，其余与实施例1相同。

对比例2

一种基于降低成品革中VOC含量的分子筛的合成方法，步骤(1)中不加入PVP，其余与实施例1相同。

对比例3

一种基于降低成品革中VOC含量的分子筛的合成方法，步骤(2)中不加入硝酸锌，其余与实施例1相同。

对比例4

一种基于降低成品革中VOC含量的分子筛的合成方法，SiO

将实施例1-2，对比例1-4制备得到的分子筛对不同VOCs甲苯、乙酸乙酯、丙酮、环己烷进行吸附性能测试，吸附容量如下表所示：

从以上结果可知，三种模板协同作用、Zn改性、高硅铝比共同决定了ZSM-5分子筛对于不同VOCs的高吸附性，特别是对于成品革常见的挥发性有机物甲苯、乙酸乙酯、丙酮、环己烷的都具有非常好的吸附性。