一种介孔分子筛涂覆工艺及分子筛吸附器

技术领域

本发明涉及一种涂覆工艺及一种吸附设备，特别是涉及一种用于环保行业及化学催化等 领域的介孔分子筛涂覆工艺以及由该工艺生产的分子筛吸附器。

背景技术

介孔分子筛材料具有其它多孔材料所不具有的优异特性：具有高度有序的孔道结构；孔 径单一分布，且孔径尺寸可在较宽范围变化；介孔形状多样，孔壁组成和性质可调控；通过 优化合成条件可以得到高热稳定性和水热稳定性。它的诱人之处还在于其在催化、吸附、分 离及光、电、磁等许多领域的潜在应用价值。传统的处理方式是将分子筛加工烧结成为直径 3～5mm直径的颗粒，其缺点为颗粒中心的分子筛很难与要反应或是要吸附的气体接触，从而 大大降低了分子筛的利用率，即使中心的有少部分分子筛与处理的气体接触，后续的脱附或 产生的新的气体也难以从颗粒中脱附出来。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种加工过程简单、分子筛利用率高、反应后气体与分 子筛脱附条件低的一种介孔分子筛涂覆工艺以及用该工艺生产出的一种分子筛吸附器。

本发明一种介孔分子筛涂覆工艺，包括以下步骤：

(1)粘结剂添加：将粘结剂均匀的喷洒在海绵上，用手动涂胶的滚轮反复碾压海绵；

(2)基材固定：将基材平铺在工作台面上，两头压紧，用滚轮在基材上反复涂抹；

(3)粉末加热：将直径为80-120um的疏水介孔分子筛粉末放置在涂覆盒子中，对介孔 分子筛加热到40～100℃并搅拌，保持5～10分钟；

(4)粉末涂覆：通过涂覆盒子将介孔分子筛粉末均匀平铺在基材上，在基材上形成蜂窝 状的分子筛反应层；

(5)整体烘干：将涂覆好的基材放置真空干燥箱中放置一段时间后取出；

(6)反面涂覆：重复步骤(1)至(5)将基材另一面涂覆好介孔分子筛粉末。

本发明一种介孔分子筛涂覆工艺，其中粘结剂为高温胶。

本发明一种介孔分子筛涂覆工艺，其中所述粘结剂喷涂时，湿度保持为60％。

本发明一种介孔分子筛涂覆工艺，其中所述基材厚度为0.1～0.2mm，选用材料为可耐 1000℃高温的陶瓷纤维纸。

本发明一种介孔分子筛涂覆工艺，其中所述介孔分子筛材料为疏水性纳米级沸石粉。

本发明一种介孔分子筛涂覆工艺，其中所述分子筛反应层的厚度为0.1mm。

本发明一种介孔分子筛涂覆工艺，其中所述干燥箱中的温度设定为80℃，干燥时间为1～3 小时。

本发明一种分子筛吸附器，包括反应层和基材，所述反应层通过粘接剂固定在基材上下 两侧，反应层由介孔分子筛材料粘接而成。

本发明一种分子筛吸附器，其中所述基材为厚度0.1～0.2mm的陶瓷纤维等耐高温材料。

本发明一种分子筛吸附器，其中所述反应层的厚度为0.1mm。

本发明一种介孔分子筛涂覆工艺与现有技术不同之处在于本发明一种介孔分子筛涂覆工 艺先用滚轮碾压喷洒在海绵上的粘结剂，再将粘结剂涂抹到基材上，使粘结剂可以在基材上 均匀的形成一层粘膜，便于介孔分子筛材料的粘附，避免因介孔分子筛材料堆积影响分子筛 利用率。本发明的介孔分子筛采用疏水材料，使用时可以有效避免水分的干扰，优先吸附需 要吸附大分子有机物，提高了介孔分子筛的吸附效率。一般的分子筛材料自身相对湿度较大， 影响吸附效果。将介孔分子筛材料加热搅拌成粉末后涂覆在厚度为0.1～0.2mm的基材上，形 成蜂窝状的分子筛反应层，提高了介孔分子筛的利用率，避免了传统介孔分子筛材料使用时 位于内部的分子筛难以与反应物接触的情况，一般沸石材料制作的分子筛的吸附率最高达到 90％，本发明的介孔分子筛有效吸附率达到99％。0.1mm厚度的蜂窝状分子筛反应层也很容 易将要脱附的气体释放出来，从而降低了反应后的气体与分子筛脱附的条件，一般分子筛材 料的脱附温度在260℃甚至更高，本发明的介孔分子筛的脱附温度为230℃。

下面结合附图对本发明的一种介孔分子筛涂覆工艺作进一步说明。

附图说明

图1为本发明一种介孔分子筛涂覆工艺的工艺流程图；

图2为本发明中一种分子筛吸附器的结构示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明一种介孔分子筛涂覆工艺包括以下步骤：

(1)粘结剂3添加：将粘结剂3均匀的喷洒在海绵上，粘结剂3选用高温胶，用手动涂 胶的滚轮反复碾压海绵，并将湿度保持在60％，保证滚轮上均匀沾有粘结剂3；

(2)基材1固定：将基材1平铺在工作台面上，两头压紧，防止涂胶过程中粘连撕扯导 致的褶皱，用滚轮在基材1上反复涂抹，力道尽量保持均匀，基材1选用厚度为0.1～0.2mm 的耐高温且易与介孔分子筛材料结合的材料，本实施例中选用可耐1000℃的陶瓷纤维纸；

(3)粉末加热：将介孔分子筛材料放置在涂覆盒子中，介孔分子筛材料选用直径为 80-120um的疏水性纳米级沸石粉，由于沸石粉末长时间的暴露在空气中，可能会吸附杂质而 导致的结块成球状的现象，因此对沸石粉加热到40～100℃并搅拌，保持5～10分钟；

(4)粉末涂覆：通过涂覆盒子将介孔分子筛粉末均匀平铺在基材1上，在基材1上形成 厚度为0.1mm的蜂窝状分子筛反应层2；

(5)整体烘干：将涂覆好的基材1放置在真空干燥箱中1～3小时后取出，干燥箱温度设 定为80℃；

(6)反面涂覆：重复步骤(1)至(5)将基材1另一面涂覆好介孔分子筛粉末。

如图2所示，本发明一种分子筛吸附器包括反应层2和基材1，基材1为厚度0.1～0.2mm 的陶瓷纤维等耐高温材料。反应层2通过粘结剂3固定在基材1上下两侧，反应层2由介孔 分子筛材料粘接而成，厚度为0.1mm。

本发明一种介孔分子筛涂覆工艺及分子筛吸附器的工作原理如下：室温环境下，将若干 个分子筛吸附器附在转轮的扇叶上，含有大分子可燃烧挥发性有机物的气体从平行于转轮转 轴的一侧吹向转轮。驱动转轮，分子筛吸附器开始沿转轴转动并对大分子有机物进行吸附。 吸附过程结束后，将分子筛吸附器置于230℃的环境下用加热空气进行吹扫脱附，吸附过程 中吸附的大分子有机物随吹扫的气流带走，之后降温到室温，分子筛吸附器上的介孔分子筛 恢复到原来的状态，可以重新进行吸附过程。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行 限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的 各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。