Y型分子篩具有適中的微孔孔徑、較大的比表面積、良好的水熱穩(wěn)定性等特點,其VOCs（揮發(fā)性有機物）吸附特性和吸附容量與工業(yè)常用的活性炭吸附劑最為相似。針對高濕度條件下Y分子篩吸附VOCs性能不佳等問題,本文以常規(guī)Y分子篩為研究對象,分別采用復(fù)合脫鋁改性和氣相覆硅改性方法對其表面結(jié)構(gòu)進行調(diào)控,并結(jié)合X射線衍射（XRD）、N2吸附-脫附、傅里葉紅外（FT-IR）、固體核磁（NMR）等現(xiàn)代分析表征手段和典型VOCs靜態(tài)/動態(tài)吸附性能評價實驗,從以下四個方面展開了Y分子篩表面微觀結(jié)構(gòu)與其疏水性能及吸附典型VOCs構(gòu)效關(guān)系的研究:（1）采用復(fù)合脫鋁改性法,以常規(guī)NaY分子篩為原料,制備高硅疏水Y分子篩。研究結(jié)果表明,采用配比為（草酸:氯化銨:水=1:10:50,重量比）草酸-氯化銨的緩沖溶液處理Y分子篩兩次,硅鋁比能夠達到酸浸要求,且結(jié)晶度維持在80%以上。進一步采用0.5 mol/L硝酸進行酸浸處理,Y分子篩硅鋁比提高到42.7且結(jié)晶度為74.5%,比表面積為785 m2.g-1,疏水系數(shù)Hn為3.19,其甲苯靜態(tài)飽和吸附量為32.6%,水接觸角增大到 135°;在 GHSV 為 15000ml... 

【文章來源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：100 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１?（ａ）?ＶＯＣｓ來源；（ｂ）化工行業(yè)排放ＶＯＣｓ主要環(huán)節(jié)??．－

?北京化工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文???圖１－２?ＶＯＣｓ吸附裝置示意圖??Ｆｉｇ．?１－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ＶＯＣｓ?ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ?ｄｅｖｉｃｅ??１．３?ＶＯＣｓ吸附劑??吸收劑性能在吸附和分離混合氣體中起著至關(guān)重要的作用，吸附法回收ＶＯＣｓ的??關(guān)鍵在于篩選開發(fā)高吸附容量和能夠穩(wěn)定再生的吸附劑。工業(yè)吸附劑應(yīng)具備大比表面??積、ＶＯＣｓ吸附廣譜性、疏水性好、機械強度高和再生性好等特點。目前工業(yè)上常用??的吸附劑有活性炭［２８］、疏水硅膠［２９］、微孔介孔系列分子篩［３（）］、高聚物樹脂［３１］及混合??吸附劑等，根據(jù)不同ＶＯＣｓ種類和濃度在吸附處理過程中選擇合適的吸附劑。??１．３．１活性炭??由于來源廣泛且價格相對低廉，大比表面積，有機分子廣譜吸附性和豐富的微孔??結(jié)構(gòu)等，活性炭是目前在工業(yè)廢氣、廢水吸附分離處理中常見的吸附劑材料。有機分??子的物化性質(zhì)，活性炭表面官能團、孔道結(jié)構(gòu)及形態(tài)（粉末、顆粒和纖維等）以及吸??附操作環(huán)境，主要在這三個方面影響活性炭對有機分子的吸附能力。通過活化作用產(chǎn)??生活性炭的豐富的孔隙結(jié)構(gòu)，其中大孔僅作為吸附傳輸路徑，支配有機分子吸附速度，??對活性炭吸附能力作用不如微孔影響明顯�；钚蕴课⒖字形锢砦叫袨橐呀�(jīng)被微孔填??充理論有效證明和解釋，吸附ＶＯＣｓ和廢水中有機分子主要通過范德華力作用來實現(xiàn)??的［３２］。隨著活性炭應(yīng)用范圍越來越廣泛，對活性炭吸附能力和特性提出更高的要求，??專用型活性炭吸附劑的需求量越來越大。但活性炭再生困難，炭損耗率高，高溫易燃??性和不穩(wěn)定性等缺點限制其在吸附領(lǐng)域的應(yīng)用，活性炭替代吸附劑的需求也越來越迫??切。??

綜述???結(jié)合進行７１絡(luò)合吸附等化學(xué)吸附行為，基本為單分子層吸附，吸附熱和反應(yīng)熱數(shù)值相??當(dāng)，不易于解析。??在ＶＯＣｓ濃度較低時，通過對幾種典型分子篩吸附劑的吸附熱力學(xué)研宄，發(fā)現(xiàn)Ｙ??分子篩吸附各種ＶＯＣｓ分子的熱焓值基本大于其他分子篩，表明其分子篩孔道和表面??對有機分子吸附作用力最強。Ｙ分子篩對不同ＶＯＣｓ氣體沒有明顯的選擇吸附，平衡??吸附容量大于其他分子篩如ＺＳＭ－５、絲光沸石、Ｂｅｔａ分子篩和以Ｍ４１Ｓ為代表的系列??介孔分子篩，其吸附特性與能力和活性炭最為相似。圖１－３?（ａ）和（ｂ）展示了?Ｙ分??子篩基本結(jié)構(gòu)和晶體成長過程，Ｙ?（ＦＡＵ）沸石的多孔結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)（多孔體積占總體積??的５０％），孔呈籠狀，孔徑較大（７．４?Ａ），因此吸附分子易于通過孔道進入分子篩內(nèi)??部空間［４２］。然而在吸附凈化工業(yè)ＶＯＣｓ氣體時，混合廢氣相對濕度范圍通常在??６０？８０％，對分子篩疏水性和ＶＯＣｓ選擇吸附性提出更高要求。為平衡分子篩骨架呈??負電性而存在的陽離子和表面硅羥基，形成高的電場梯度和表面分布不均，使Ｙ分子??篩對極性較大水分子呈現(xiàn)出較強的吸附作用力，與目標(biāo)ＶＯＣｓ分子產(chǎn)生強烈的競爭吸??附�？腕w分子在分子篩孔隙之間的遷移取決于表面的親水－疏水性，分子篩硅鋁比越高??疏水性越好己經(jīng)被證明［４３］�，F(xiàn)階段，利用水熱合成、微波合成等傳統(tǒng)方法制備ＮａＹ??分子篩的硅鋁比達不到疏水要求，需要對Ｙ分子篩進行脫鋁補硅改性或者表面改性提??高疏水性。??Ｓｕｐｃｒｃｎｇｃ?ｏｆ?Ｔ?Ａｔ５??？體外ｉ＃生長￥？?＞ｉＹ擊＆體??圖１－３?（ａ）?Ｙ分子篩基本結(jié)構(gòu)；（ｂ）Ｙ分子篩晶化成核過程??Ｆｉｇ．?１－３?（ａ


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