疏水Y型分子筛的制备方法及疏水Y型分子筛技术

本发明专利技术提供了一种疏水Y型分子筛的制备方法及疏水Y型分子筛，本发明专利技术的疏水Y型分子筛的制备方法，主要包括活化预处理工序、改性工序和水洗工序，其具体包括粉碎NAY分子筛过筛网，焙烧，添加有机溶剂，超声的同时添加硅烷化试剂，搅拌使其充分反应，然后过滤、洗涤、干燥等步骤，如此制得疏水Y型分子筛。本发明专利技术的疏水Y型分子筛的制备方法，反应时间短效率高，制备的疏水Y型分子筛应用于工业废气的吸附治理，可重复多次使用，具有较好的循环性能，吸附穿透时间长，适用范围广，从而降低经济成本。

Preparation of hydrophobic Y zeolite and hydrophobic Y zeolite

【技术实现步骤摘要】
疏水Y型分子筛的制备方法及疏水Y型分子筛
本专利技术涉及沸石分子筛材料改性
，特别涉及一种疏水Y型分子筛的制备方法。同时，本专利技术还涉及该制备方法制备的疏水Y型分子筛。
技术介绍
随着经济的迅猛发展以及工业化进程的加快，导致大量工业废气排放，挥发性有机化合物(VOCs)是一类有机化合物的统称，是指饱和蒸气压在常温下大于70Pa、沸点常压下在50℃～260℃以内的有机化合物质，其种类包括酮类、烃类、醇类和脂类等。此类化合物对人类的健康有很大的危害，长期接触会引起神经系统、肝脏和血液系统的病变，甚至癌变。国内外市场的VOCs处理技术主要是末端处理技术包括吸附技术、化学吸收技术、催化燃烧技术、光催化技术以及生物降解技术等，其中吸附处理技术效率高、能耗低、吸附剂再生效果好，实用且易于推广，因而在VOCs处理和回收工艺中得到较为广泛的应用。关于吸附处理技术的报道，吸附剂以活性炭和分子筛居多。其中活性炭因其再生困难，疏水性差，易燃烧等缺点，限制了活性炭的推广使用，因此分子筛应用相对受到青睐。然而在分子筛应用过程中，由于大部分工业源排放的VOCs中含有大量水蒸汽，水分子会与VOCs发生竞争吸附，严重影响吸附效率，无法满足环保排放的要求，并且现有制备方法相对繁琐，因此采用简便的方法制备性能优异的分子筛迫在眉睫。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种疏水Y型分子筛的制备方法，方法简便且制备的分子筛对高浓度高湿度的VOCs具有较好的吸附效果。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种疏水Y型分子筛的制备方法，包括如下步骤：S1：活化预处理工序将NAY分子筛粉碎过筛网，在惰性气体保护下焙烧，焙烧后置于干燥器备用；S2：改性工序将步骤S1制得的NAY分子筛溶于有机溶剂中，通过超声分散均匀的同时逐滴加入硅烷化试剂，然后在带有冷凝回流装置的反应装置中加热并搅拌使其充分反应；S3：水洗工序回流加热结束后，将步骤S2制备的反应物进行过滤，然后将过滤得到的颗粒物先采用乙醇进行洗涤，再采用去离子水进行洗涤，洗涤后真空干燥，制得疏水Y型分子筛。进一步的，步骤S1中，所述筛网目数为40～60目。进一步的，步骤S1中，所述惰性气体采用氮气，焙烧时间1～4h，焙烧温度200～450℃。进一步的，步骤S2中，超声的同时逐滴滴入双-(3-甲基-1-咪唑)亚丁基双硫酸氢盐，且所述双-(3-甲基-1-咪唑)亚丁基双硫酸氢盐、所述NAY型分子筛、所述硅烷化试剂、所述有机溶剂的质量配比为1：(9-11)：(28-32)：(160～180)。进一步的，步骤S2中，所述硅烷化试剂采用甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、三甲基氯硅烷、六甲基二硅烷中的至少一种。进一步的，步骤S2中，所述有机溶剂采用乙醇、甲苯、环己烷中的任一种。进一步的，步骤S2中，超声时间为10～40分钟。进一步的，步骤S2中，反应温度为50～80℃，反应时间为5～12小时，且反应过程中持续搅拌。进一步的，步骤S3中，真空干燥温度为90-110℃，真空干燥时间12-13h。本专利技术的疏水Y型分子筛的制备方法，通过添加双-(3-甲基-1-咪唑)亚丁基双硫酸氢盐，其可与NAY分子筛、有机溶剂和硅烷化试剂相互配合，而为改性工序提供适宜的改性环境，促进NAY分子筛、有机溶剂和硅烷化试剂三者之间的接触，从而提高改性效率，缩短改性时间。同时，本专利技术还提供了一种疏水Y型分子筛，其由如上的疏水Y型分子筛的制备方法制成。本专利技术制备的疏水Y型分子筛具备的有益效果：1、通过表面硅烷化反应，表面羟基被硅烷基团所替代，可增强其疏水性，从而提高分子筛在高浓度高湿度废气中的吸附性能。2、相较于现有的疏水Y形分子筛，本专利技术的疏水Y型分子筛具有较宽范的适用范围，可延长吸附穿透时间，具有更好的吸附能力。3、本专利技术的疏水Y型分子筛循环性能较好，可重复多次使用，降低经济成本。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例三制备的疏水Y型分子筛与未改性NaY分子筛的红外光谱图；图2为本专利技术实施例三制备的疏水Y型分子筛改变循环次数后对邻二甲苯吸附量的变化趋势图；图3为本专利技术实施例三制备的疏水Y型分子筛改变循环次数后对乙酸乙酯吸附量的变化趋势图；图4为本专利技术实施例三制备的疏水Y型分子筛改变循环次数后对丙酮吸附量的变化趋势图.具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。本专利技术涉及一种疏水Y型分子筛的制备方法，包括如下步骤：S1：活化预处理工序将NAY分子筛粉碎过筛网，筛网目数为40～60目，在惰性气体保护下焙烧，惰性气体优选采用氮气，焙烧时间1～4h，焙烧温度200～450℃，焙烧后置于干燥器备用；该步骤中，NAY型分子筛可采用球状、条状和粉末状中的任一种，当然也可以采用其中两种或三种的混合物。S2：改性工序将步骤S1制得的NAY分子筛溶于有机溶剂中，通过超声分散均匀的同时逐滴加入硅烷化试剂，超声时间为10～40分钟，然后在带有冷凝回流装置的反应装置中使其充分反应，具体地，反应温度为50～80℃，反应时间为5～12小时，且反应过程中持续搅拌。该步骤中，硅烷化试剂采用甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、三甲基氯硅烷、六甲基二硅烷中的一种或几种的混合物；有机溶剂采用乙醇或甲苯或环己烷。此外，该步骤中超声的同时逐滴加入双-(3-甲基-1-咪唑)亚丁基双硫酸氢盐，其可与NAY分子筛、有机溶剂和硅烷化试剂相互配合，而为改性工序提供适宜的改性环境，促进NAY分子筛、有机溶剂和硅烷化试剂三者之间的接触，从而提高改性效率，缩短改性时间。在此还需说明的是，该步骤中双-(3-甲基-1-咪唑)亚丁基双硫酸氢盐、NAY型分子筛、硅烷化试剂、有机溶剂的质量配比为1：(9-11)：(28-32)：(160～180)，优选的配比为1：10：30：170。S3：水洗工序回流加热结束后，将步骤S2制备的反应物进行过滤，然后将过滤得到的颗粒物先采用乙醇进行洗涤，再采用去离子水进行洗涤，洗涤后真空干燥，真空干燥温度为90-110℃，优选温度100℃，真空干燥时间12-13h，最终制得疏水Y型分子筛。以下将按以上的步骤操作制备本专利技术的疏水Y型分子筛，具体实施例及相关对比试验如下。实施例一本实施例通过改变组分及反应参数的一组对比试验，选择疏水Y型分子筛的较佳改性条件，具体参数如表1所示：表1：参照表1所示的组分与配比，并按照如上的制备方法制备疏水Y型分子筛。实施例二本实施例涉及本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种疏水Y型分子筛的制备方法，其特征在于包括如下步骤：/nS1：活化预处理工序/n将NAY分子筛粉碎过筛网，在惰性气体保护下焙烧，焙烧后置于干燥器备用；/nS2：改性工序/n将步骤S1制得的NAY分子筛溶于有机溶剂中，通过超声分散均匀的同时逐滴加入硅烷化试剂，然后在带有冷凝回流装置的反应装置中加热并搅拌使其充分反应；/nS3：水洗工序/n回流加热结束后，将步骤S2制备的反应物进行过滤，然后将过滤得到的颗粒物先采用乙醇进行洗涤，再采用去离子水进行洗涤，洗涤后真空干燥，制得疏水Y型分子筛。/n

【技术特征摘要】
1.一种疏水Y型分子筛的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
S1：活化预处理工序
将NAY分子筛粉碎过筛网，在惰性气体保护下焙烧，焙烧后置于干燥器备用；
S2：改性工序
将步骤S1制得的NAY分子筛溶于有机溶剂中，通过超声分散均匀的同时逐滴加入硅烷化试剂，然后在带有冷凝回流装置的反应装置中加热并搅拌使其充分反应；
S3：水洗工序
回流加热结束后，将步骤S2制备的反应物进行过滤，然后将过滤得到的颗粒物先采用乙醇进行洗涤，再采用去离子水进行洗涤，洗涤后真空干燥，制得疏水Y型分子筛。


2.根据权利要求1所述的疏水Y型分子筛的制备方法，其特征在于：步骤S1中，所述筛网目数为40～60目。


3.根据权利要求1所述的疏水Y型分子筛的制备方法，其特征在于：步骤S1中，所述惰性气体采用氮气，焙烧时间1～4h，焙烧温度200～450℃。


4.根据权利要求1所述的疏水Y型分子筛的制备方法，其特征在于：步骤S2中，超声的同时逐滴滴入双-(3-甲基-1-咪唑)亚丁基双硫酸氢盐，且所述双-(3-甲基-1-咪唑)亚丁基双硫酸氢盐、所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建英，李智，宁原峰，张向京，刘子欣，刘欢，刘彩红，
申请(专利权)人：河北科技大学，
类型：发明
国别省市：河北;13