專利名稱：一種分子篩蜂窩材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種分子篩蜂窩材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
由于分子篩具有規(guī)整的孔徑結(jié)構(gòu)、大的比表面積、優(yōu)良的穩(wěn)定性、高活性和離子交 換性等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在催化、石油化工、化工、環(huán)保、天然氣、冶金和電子等領(lǐng)域。粉末或顆粒狀分子篩材料應(yīng)用范圍較廣，同時(shí)在工業(yè)上也取得了較大的成功，但 在一些要求分子篩材料阻力小、低壓降、負(fù)荷大、裝填方便和機(jī)械強(qiáng)度高等較特殊行業(yè)卻限 制了其發(fā)展應(yīng)用。而將分子篩制備成蜂窩狀材料可滿足上述要求，具有較好的應(yīng)用前景。通常將分子篩制備成蜂窩狀材料采取兩種方法。一種方法為浸涂法，即將商業(yè)化 的蜂窩陶瓷浸入到含有分子篩的漿料中，再經(jīng)過吹掃、干燥和焙燒等工藝制備出厚度從幾 微米到幾十微米的分子篩涂層。專利JP 0418914和JP 07132230利用浸涂技術(shù)在蜂窩陶 瓷表面負(fù)載一層Cu-ZSM-5分子篩，用于催化凈化汽車尾氣。浸涂法雖然具有浸涂均勻、工 藝簡單和分子篩種類可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)，但其具有分子篩涂層與蜂窩陶瓷表面結(jié)合不牢，抗熱沖 擊能力較差等缺點(diǎn)，如在驟熱或驟冷的工況下，分子篩涂層易從蜂窩陶瓷表面脫落，從而導(dǎo) 致催化劑性能大大降低。另一種方法為原位合成負(fù)載分子篩技術(shù)，既在蜂窩陶瓷表面進(jìn)行 原位合成分子篩涂層。專利USP 4800187使用原位合成技術(shù)在蜂窩陶瓷表面晶化生長出多 種分子篩。專利USP 4904518提供一種在硅片表面原位水熱合成ZSM-5、ZSM-11和ZSM-12 等多種分子篩。專利CN 1288781A和CN 1269262A公開了一種在塊狀堇青石蜂窩陶瓷載體 上原位合成鎂堿SiO2沸石的方法。首先將一定比例的A1203、SiO2, Na2O和水配置成凝膠漿 料，然后將該凝膠漿料浸涂在蜂窩陶瓷載體上，最后再在有機(jī)胺溶液中在一定溫度下晶化 幾天后，再經(jīng)洗滌、干燥和焙燒制得具有分子篩涂層的成品。上述浸涂法和原位水熱合成技 術(shù)主要有與載體表面結(jié)合不牢、分子篩浸涂層薄、工藝復(fù)雜和成本較高等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于提供一種分子篩蜂窩材料。本發(fā)明的目的之二在于提供一種該蜂窩材料的制備方法方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種分子篩蜂窩材料，其特征在于該蜂窩材料的組成及質(zhì)量百分比為分子篩 80 70%， 粘結(jié)劑 15 20%稀酸5 10%，所述的分子篩和粘結(jié)劑為300 600目的粉體。上述分子篩為5A分子篩、4A分子篩、3A分子篩、13X分子篩、ZSM系列分子篩、β 分子篩或Y型分子篩。上述的粘結(jié)劑為擬薄水鋁石、纖維素、淀粉、聚乙烯醇、酚醛樹脂中的至少一種。上述的稀酸為重量百分比濃度為15 68%的硝酸、重量百分比濃度為15 68%的鹽酸或重量百分比濃度為15 68%的乙酸。一種制備上述的分子篩蜂窩材料的制備方法，其特征在于該方法的具體步驟為 將上述各組成充分混合后揉團(tuán)后擠壓成型；再微波干燥3 30分鐘，在100 150°C下干 燥2 15小時(shí)；最后進(jìn)行焙燒，焙燒的工藝為500 700°C下焙燒2 10小時(shí)，然后自然 降至室溫取出，即制得分子篩蜂窩材料成品。本發(fā)明所述的分子篩蜂窩材料主要由5A分子篩、4A分子篩、3A分子篩、13X分子 篩、ZSM系列分子篩、β分子篩和Y型分子篩，擬薄水鋁石等粘結(jié)劑和稀酸組成。經(jīng)過混合、 揉團(tuán)、成型、干燥和焙燒等工序制得成品。本發(fā)明利用分子篩制備成蜂窩狀材料，可對(duì)NO、 NO2, VOCs, NH3、H2S和SO2等有害氣體進(jìn)行高效吸附凈化，同時(shí)也可作為污水凈化材料和催 化劑載體。該材料具有加工工藝簡單、阻力小、比表面積大、吸附容量大、穩(wěn)定性好、成本低 可重復(fù)再生使用等優(yōu)點(diǎn)。該分子篩蜂窩材料可作為廢氣和廢液的凈化材料，同時(shí)也可作為 催化劑載體，可廣泛應(yīng)用在環(huán)保、石油化工和催化等領(lǐng)域。分子篩蜂窩材料的性能評(píng)價(jià)在Φ 16mm、長300mm直型玻璃管反應(yīng)器中進(jìn)行，反應(yīng) 氣體積空速(GHSV)為ΙδΟΟΟΙΓ1，取分子篩蜂窩材料8ml，反應(yīng)在常溫常壓環(huán)境下進(jìn)行。原料 氣NOx濃度15ppm，NO與NO2比例約為9:1。


圖1為3X分子篩蜂窩材料對(duì)NOx的吸附凈化效果圖。圖2為5A分子篩蜂窩材料對(duì)NOx的吸附凈化效果圖。圖3為Y型分子篩蜂窩材料對(duì)NOx的吸附凈化效果圖。圖4為ZSM-5型分子篩蜂窩材料對(duì)NOx的吸附凈化效果。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明實(shí)施例一將400目75%的13X分子篩、20%的擬薄水鋁粘結(jié)劑和5%的重量百分 比含量為30%的稀硝酸在攪拌機(jī)中進(jìn)行充分混合后揉團(tuán)；將揉團(tuán)后的分子篩坯料移至擠 壓成型機(jī)中擠壓成型；將擠出成型的分子篩蜂窩坯塊放置工業(yè)微波爐中干燥10分鐘，再移 置烘箱中120°C下干燥6小時(shí)；將烘干的分子篩蜂窩坯塊移至馬弗爐中進(jìn)行焙燒工序，條件 為升溫速率為5°C /分鐘，升至600°C保溫3小時(shí)后自然降至室溫取出即制得分子篩蜂窩 材料成品。實(shí)施例二 將400目75%的5A分子篩、20%的擬薄水鋁粘結(jié)劑和5%的重量百分 比含量為30%的稀硝酸在攪拌機(jī)中進(jìn)行充分混合后揉團(tuán)；將揉團(tuán)后的分子篩坯料移至擠 壓成型機(jī)中擠壓成型；將擠出成型的分子篩蜂窩坯塊放置工業(yè)微波爐中干燥10分鐘，再移 置烘箱中120°C下干燥6小時(shí)；將烘干的分子篩蜂窩坯塊移至馬弗爐中進(jìn)行焙燒工序，條件 為升溫速率為5°C /分鐘，升至600°C保溫3小時(shí)后自然降至室溫取出即制得分子篩蜂窩 材料成品。實(shí)施例三將400目75%的Y型分子篩、20%的擬薄水鋁粘結(jié)劑和5%的重量百分 比含量為30%的稀硝酸在攪拌機(jī)中進(jìn)行充分混合后揉團(tuán)；將揉團(tuán)后的分子篩坯料移至擠 壓成型機(jī)中擠壓成型；將擠出成型的分子篩蜂窩坯塊放置工業(yè)微波爐中干燥10分鐘，再移置烘箱中120°C下干燥6小時(shí)；將烘干的分子篩蜂窩坯塊移至馬弗爐中進(jìn)行焙燒工序，條件 為升溫速率為5°C /分鐘，升至600°C保溫3小時(shí)后自然降至室溫取出即制得分子篩蜂窩 材料成品。 實(shí)施例四將400目75%的ZSM-5型分子篩、20%的擬薄水鋁粘結(jié)劑和5%的重量 百分比含量為30%的稀硝酸在攪拌機(jī)中進(jìn)行充分混合后揉團(tuán)；將揉團(tuán)后的分子篩坯料移 至擠壓成型機(jī)中擠壓成型；將擠出成型的分子篩蜂窩坯塊放置工業(yè)微波爐中干燥10分鐘， 再移置烘箱中120°C下干燥6小時(shí)；將烘干的分子篩蜂窩坯塊移至馬弗爐中進(jìn)行焙燒工序， 條件為升溫速率為5°C /分鐘，升至600°C保溫3小時(shí)后自然降至室溫取出即制得分子篩 蜂窩材料成品。
權(quán)利要求
一種分子篩蜂窩材料，其特征在于該蜂窩材料的組成及質(zhì)量百分比為分子篩 80～70％， 粘結(jié)劑 15～20％稀酸 5～10％，所述的分子篩和粘結(jié)劑為300～600目的粉體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法的分子篩蜂窩材料，其特征在于所述分子篩為5A分子 篩、4A分子篩、3A分子篩、13X分子篩、ZSM系列分子篩、β分子篩或Y型分子篩。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法的分子篩蜂窩材料，其特征在于所述的粘結(jié)劑為擬薄 水鋁石、纖維素、淀粉、聚乙烯醇、酚醛樹脂中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法的分子篩蜂窩材料，其特征在于所述的稀酸為重量百分 比濃度為15 68%的硝酸、重量百分比濃度為15 68%的鹽酸或重量百分比濃度為15 68%的乙酸。
5.一種制備根據(jù)權(quán)利要求1所述的分子篩蜂窩材料的制備方法，其特征在于該方法的 具體步驟為將上述各組成充分混合后揉團(tuán)后擠壓成型；再微波干燥3 30分鐘，在100 150°C下干燥2 15小時(shí)；最后進(jìn)行焙燒，焙燒的工藝為500 700°C下焙燒2 10小時(shí)， 然后自然降至室溫取出，即制得分子篩蜂窩材料成品。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種分子篩蜂窩材料及其制備方法。該蜂窩材料的組成及質(zhì)量百分含量為分子篩80～70％，粘結(jié)劑15～20％，稀酸5～10％。本發(fā)明利用分子篩制備成蜂窩狀材料，可對(duì)NO、NO2、VOCs、NH3、H2S和SO2等有害氣體進(jìn)行高效吸附凈化，同時(shí)也可作為污水凈化材料和催化劑載體。該材料具有加工工藝簡單、阻力小、比表面積大、吸附容量大、穩(wěn)定性好、成本低可重復(fù)再生使用等優(yōu)點(diǎn)。該分子篩蜂窩材料可作為廢氣和廢液的凈化材料，同時(shí)也可作為催化劑載體，可廣泛應(yīng)用在環(huán)保、石油化工和催化等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)B01J32/00GK101905145SQ20101021568
公開日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2010年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月15日
發(fā)明者何丹農(nóng), 劉洋, 周潔, 姚煒, 張豪杰, 眭艷輝, 金彩虹 申請(qǐng)人:上海納米技術(shù)及應(yīng)用國家工程研究中心有限公司