一种硅改性凹凸棒粘土/瓦楞玻纤的复合材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术提供了一种硅改性凹凸棒粘土/瓦楞玻纤的复合材料及其制备方法与应用，其中，复合材料的制备方法，包括以下步骤：S1、取凹凸棒粘土粉末放入马弗炉中进行焙烧；S2、取聚二甲基硅氧烷分散至分析纯为99.0％的氯仿溶液中，得到聚二甲基硅氧烷溶液；S3、取S1中焙烧后的凹凸棒粘土粉末加入到S2中得到的聚二甲基硅氧烷溶液中，常温下持续搅拌，得到混合液A；S4、取S3中的混合液A进行抽滤，并将获取的滤饼样品放入坩埚中焙烧，得到改性凹凸棒粘土；S5、取S4中得到的改性凹凸棒粘土超声分散于硅溶胶中，得到混合硅溶胶；S6、取瓦楞玻璃纤维纸胚体放入S5中的混合硅溶胶中，完全浸润后取出，并烘干后进行焙烧，得到复合材料。得到复合材料。得到复合材料。

【技术实现步骤摘要】
一种硅改性凹凸棒粘土/瓦楞玻纤的复合材料及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及工业烟气净化领域，尤其涉及一种硅改性凹凸棒粘土 /瓦楞玻纤的复合材料及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]挥发性有机物(VOCs)作为PM2.5和O3共同的关键前体物，其排放量的控制将有利于减少灰霾和光化学烟雾污染事件， VOCs排放源非常复杂，涵盖了交通、工业、生活和农业四大类。据统计，化工、涂装、石化和印刷等工业源VOCs排放最多，占总量的43％，其中低浓度VOCs约占工业源VOCs排放总量的50％。因此，如何有效控制低浓度VOCs的排放是当前大气污染治理的关键。
[0003]吸附法、生物法、低温等离子体和光催化氧化适合处理低浓度 VOCs废气，其中吸附法是最为经典和常用的气体净化技术，具有工艺成熟、易于操作、能耗低、成本低廉、去除率高等优点，是目前工业VOCs治理的主流技术之一。常见的吸附材料主要为活性炭、分子筛等多孔材料。但工业VOCs 废气呈现出大风量、高湿度、含高沸点有机物等特征，使用传统活性炭存在高背压、脱附温度超过120℃易自燃且不耐湿等问题，同时分子筛制备条件苛刻、价格昂贵，一般企业难以承受其过高的使用成本。
[0004]凹凸棒石是一种天然的一维纳米级含水富镁铝硅酸盐黏土矿物，发达的孔道结构，内外比表面积大，使其具有特殊的吸附性能，广泛应用于大气污染治理、水污染治理以及土壤修复等领域，是理想的环保材料。现有技术中，常将凹凸棒石作为粘结剂制备挤出式分子筛条、蜂窝陶瓷吸附剂等，如吴隆有等报道了将凹凸棒土和ZSM
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5分子筛原粉等混合制备苯系VOCs气体吸附剂[CN202011129360.3]，陈新德等将凹凸棒石与生物炭复合制备了对VOCs有机废气、高COD的有机废水、重金属废水均具有较好吸附效果的吸附剂[CN202210266518.4]，但这些材料依然难以同时满足大风量、低浓度、高湿度、含高沸点有机物等VOCs废气的净化要求，急需进一步开发低廉、耐湿、抗风压的凹凸棒石吸附材料。

技术实现思路

[0005]本专利技术的一种硅改性凹凸棒粘土/瓦楞玻纤的复合材料及其制备方法与应用，用于解决
技术介绍
中VOCs吸附材料难以同时满足在大风量、低浓度、高湿度等场景下对VOCs废气净化的技术问题。
[0006]本专利技术提供的技术方案如下：一种复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0007]S1、取凹凸棒粘土粉末放入马弗炉中进行焙烧；
[0008]S2、取聚二甲基硅氧烷分散至分析纯为99.0％的氯仿溶液中，得到聚二甲基硅氧烷溶液；
[0009]S3、取S1中焙烧后的凹凸棒粘土粉末加入到S2中得到的聚二甲基硅氧烷溶液中，常温下持续搅拌，得到混合液A；
[0010]S4、取S3中的混合液A进行抽滤，并将获取的滤饼样品放入坩埚中焙烧，得到改性凹凸棒粘土；
[0011]S5、取S4中得到的改性凹凸棒粘土超声分散于硅溶胶中，得到混合硅溶胶；
[0012]S6、取瓦楞玻璃纤维纸胚体放入S5中的混合硅溶胶中，完全浸润后取出，并烘干后进行焙烧，得到复合材料。
[0013]进一步的，步骤S1中马弗炉的升温速率为1～10℃/min，焙烧温度为300～500℃，时间为1
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10h。
[0014]进一步的，步骤S2中聚二甲基硅氧烷溶液中聚二甲基硅氧烷的浓度值为0.001～0.01g/mL。
[0015]进一步的，步骤S3中凹凸棒粘土粉末与聚二甲基硅氧烷溶液配比为0.01～0.10g/mL，搅拌时间为60～600min。
[0016]进一步的，步骤S4中坩埚的升温速率为1～10℃/min，焙烧温度为100～550℃，焙烧时间为1
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10h。
[0017]进一步的，步骤S5中硅溶胶的固含量为5％～50％；改性凹凸棒粘土和硅溶胶的配比为10～20g/L。
[0018]进一步的，步骤S6中烘干的温度为60℃，烘干时间为12h；焙烧温度为300～550℃，焙烧时间为1
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10h，升温速率为1～10℃/min。
[0019]一种硅改性凹凸棒粘土/瓦楞玻纤的复合材料，通过上述任一项所述的复合材料的制备方法得到。
[0020]上述的硅改性凹凸棒粘土/瓦楞玻纤的复合材料在VOCs净化中的应用。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0022](1)本专利技术硅改性凹凸棒粘土/瓦楞玻纤的复合材料，通过以凹凸棒石粘土为VOCs吸附剂，原料廉价易得，操作简便，节约生产成本。
[0023](2)本专利技术硅改性凹凸棒粘土/瓦楞玻纤复合材料的制备方法，通过对凹凸棒粘土进行疏水改性，提高了其疏水能力，增加了对VOCs 的吸附容量。
[0024](3)本专利技术硅改性凹凸棒粘土/瓦楞玻纤复合材料的制备方法，以瓦楞玻璃纤维为载体，突破了耐高温、耐风压技术，满足大风量、高湿度、低浓度高沸点环境下对VOCs的吸附浓缩和高温脱附需求。
附图说明
[0025]图1是本专利技术中硅改性凹凸棒粘土/瓦楞玻纤复合材料的SEM图；
[0026]图2是本专利技术硅改性凹凸棒粘土/瓦楞玻纤复合材料与非改性凹凸棒粘土/瓦楞玻纤复合材料的吸附性能对比图；
[0027]图3是本专利技术硅改性凹凸棒粘土/瓦楞玻纤复合材料的制备方法流程图。
具体实施方式
[0028]以下结合附图和实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0029]实施例1
[0030]S1、取凹凸棒粘土粉末放入马弗炉中以5℃/min升温至350℃进行焙烧，并维持在350℃条件下2h。
[0031]S2、取聚二甲基硅氧烷分散至分析纯为99.0％的氯仿溶液中，得到聚二甲基硅氧烷浓度为0.001g/mL的聚二甲基硅氧烷溶液。
[0032]S3、取S1中焙烧后的凹凸棒粘土粉末加入到S2中得到的聚二甲基硅氧烷溶液中，持续搅拌30min，得到凹凸棒粘土粉末浓度为 0.01g/mL的混合液A。
[0033]S4、取S3中的混合液A进行抽滤，并将获取的滤饼样品放入坩埚中以5℃/min升温至350℃焙烧2h，得到改性凹凸棒粘土。
[0034]S5、取S4得到的改性凹凸棒粘土超声分散于固含量为20％的硅溶胶中，得到改性凹凸棒粘土浓度为10g/L的混合硅溶胶。
[0035]S6、取圆柱瓦楞玻璃纤维胚体放入硅溶胶中，完全浸润后取出，放入马弗炉以5℃/min升温至450℃，焙烧3h，得到硅改性凹凸棒粘土/瓦楞玻纤的复合材料。
[0036]实施例2
[0037]S1、取凹凸棒粘土粉末放入马弗炉中以5℃/min升温至350℃进行焙烧，并维持在350℃条件下2h。
[0038]S2、取聚二甲基硅氧烷分散至分析纯为99.0％的氯仿溶液中，得到聚二甲基硅氧烷浓度为0.005g/mL的聚二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、取凹凸棒粘土粉末放入马弗炉中进行焙烧；S2、取聚二甲基硅氧烷分散至分析纯为99.0％的氯仿溶液中，得到聚二甲基硅氧烷溶液；S3、取S1中焙烧后的凹凸棒粘土粉末加入到S2中得到的聚二甲基硅氧烷溶液中，常温下持续搅拌，得到混合液A；S4、取S3中的混合液A进行抽滤，并将获取的滤饼样品放入坩埚中焙烧，得到改性凹凸棒粘土；S5、取S4中得到的改性凹凸棒粘土超声分散于硅溶胶中，得到混合硅溶胶；S6、取瓦楞玻璃纤维纸胚体放入S5中的混合硅溶胶中，完全浸润后取出，并烘干后进行焙烧，得到复合材料。2.如权利要求1所述的一种复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中马弗炉的升温速率为1～10℃/min，焙烧温度为300～500℃，时间为1
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10h。3.如权利要求1所述的一种复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中聚二甲基硅氧烷溶液中聚二甲基硅氧烷的浓度值为0.001～0.01g/mL。4.如权利要求1所述的一种复合材...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘敬印，刘立忠，陈猛，张颖，提运伟，赵立斌，朱晓邢，
申请(专利权)人：云汇环保科技南通有限公司，
类型：发明
国别省市：