針對(duì)高濕度條件下常規(guī)Y分子篩吸附VOCs性能不佳的問題,以常規(guī)Y分子篩為VOCs吸附劑前驅(qū)體,采用氣相覆硅改性方法對(duì)其表面結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)控。研究結(jié)果表明,改性Y分子篩結(jié)晶度為81%,孔徑基本保持不變,比表面積僅下降8.1%;其對(duì)不同VOCs分子吸附容量相差不大,具有疏水性和廣譜吸附性;在脫附功率800 W微波作用下脫附15 min后,4種典型VOCs分子在改性Y分子篩上均能較為徹底地完成脫附,脫附率能達(dá)到89%以上。 

【文章來源】：煤化工. 2020,48(04)

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

Y分子篩樣品改性前后的FT-IR圖

為模擬工業(yè)VOCs吸附條件，在空速15 000 m L/(h·g)、吸附溫度35℃、相對(duì)濕度60%、吸附劑入口質(zhì)量濃度C0為5 000 mg/m3的實(shí)驗(yàn)條件下，采用動(dòng)態(tài)吸附裝置，評(píng)價(jià)HY5和F-HY5分子篩對(duì)甲苯的吸附能力，動(dòng)態(tài)吸附曲線見圖3、吸附參數(shù)見表2。吸附劑出口質(zhì)量濃度記作C，當(dāng)C/C0=1時(shí)，表示吸附劑吸附飽和。HY5和F-HY5分子篩存在著本征微孔組織結(jié)構(gòu)，其微孔孔壁對(duì)甲苯分子具有強(qiáng)烈的吸附作用，在較低相對(duì)壓力下，可使甲苯分子迅速填充Y分子篩的微孔[14]。由圖3可知，分子篩樣品的微孔對(duì)甲苯的單層吸附達(dá)到飽和后，吸附速率明顯下降，這是由于Y分子篩顆粒之間堆積形成介孔而發(fā)生了多層吸附所致。在相對(duì)濕度60%的條件下，當(dāng)有機(jī)物與水汽共同進(jìn)入Y分子篩體系內(nèi)時(shí)，HY5分子篩表現(xiàn)出對(duì)極性水分子強(qiáng)烈的選擇吸附性，并且存在甲苯在分子篩內(nèi)吸附飽和后，又被水分子部分置換出的現(xiàn)象，在圖3中顯示為穿透曲線中C/C0大于1，這是因?yàn)镠+會(huì)與水分子產(chǎn)生氫鍵，從而置換出吸附的甲苯；而F-HY5分子篩表面覆蓋有致密的疏水二氧化硅層，與水的相互作用力降低，表現(xiàn)出優(yōu)異的疏水性能。

Y分子篩樣品改性前后的XRD圖見圖1。由圖1可見，改性后Y分子篩晶體結(jié)構(gòu)基本完整，峰型尖銳，基線較平，沒有出現(xiàn)雜質(zhì)峰，但主要衍射峰的位置出現(xiàn)偏移，發(fā)生不同程度晶胞收縮，并且衍射峰的強(qiáng)度有所下降，G-HY5和F-HY5的相對(duì)結(jié)晶度（相對(duì)于HY5的結(jié)晶度）分別為86%和81%，其原因可能是由于部分Y分子篩骨架鋁與TMCS中氯離子發(fā)生高溫脫鋁反應(yīng)，引起了晶格缺陷的增多，分子篩孔道結(jié)構(gòu)規(guī)整性降低，而導(dǎo)致了衍射峰強(qiáng)度的降低。氣相覆硅改性后，樣品在2θ=6.2°處仍出現(xiàn)衍射峰，表明其層間距并未發(fā)生顯著變化，由此推測(cè)，氣相覆硅改性將無定型二氧化硅插入到Y(jié)分子篩的層間。F-HY5樣品中的衍射峰低于HY5的衍射峰(尤其在低角度)，可能與二氧化硅插入到層間、使Y分子篩骨架中Si—O—Si鍵的張力減小有關(guān)[10]。


本文編號(hào)：3017429