1.本发明涉及工业废气治理技术领域，特别是涉及一种可高温脱附的复合蜂窝吸附材料及其制备方法和应用。
背景技术：2.蜂窝活性炭是一种良好的气相吸附材料，吸附容量大，但是现有的蜂窝活性炭吸附饱和后，脱附温度不能太高(80-100℃)，这样会导致有些废气不能完全脱附，残留大，严重影响蜂窝活性炭的使用率，如果提高脱附温度，会造成燃烧事故。如果用分子筛吸附，不但吸附废气的种类有限，同时吸附容量也很小。例如cn201410643551.x公开了将分子筛进行离子交换之后制成浆料，涂覆在经过酸碱处理后的堇青石陶瓷蜂窝之上，再进行烧结，产出负载分子筛的陶瓷蜂窝；其生成的蜂窝只有表面的分子筛涂层具有吸附能力，堇青石基体没有吸附能力，所以综合吸附能力较差。还有如cn201010215681.5公开了将分子筛粉末和粘结剂、烯酸按比例混合，直接制备成分子筛蜂窝；该方法需要使用大量分子筛，价格昂贵，成本过高，并且对吸附容量的改进也很有限。
3.因此，需要进一步提高气相吸附材料的一次吸附容量，同时提高其脱附温度和脱附率，以使气相吸附材料在工业废气治理领域得到更好应用。
技术实现要素：4.基于此，本发明提供了一种可高温脱附的复合蜂窝吸附材料，该复合蜂窝吸附材料解决了普通活性炭蜂窝废气吸附饱和后不能有效脱附以及容易燃烧的问题，该复合蜂窝吸附材料在具有废气吸附容量大的同时，具有可高温脱附和脱附率高的优点。
5.本发明包括如下技术方案。
6.一种可高温脱附的复合蜂窝吸附材料，由活性炭蜂窝和包覆在所述活性炭蜂窝外表面的分子筛网膜组成；
7.所述活性炭蜂窝由活性炭粉、高岭土、锆粉和含有水溶性树脂的水溶液进行捏合后所得物料制备而成；
8.所述分子筛网膜是将分子筛浆料涂覆在所述活性炭蜂窝的外表面上，再通过高温烧制制备而成；
9.所述分子筛浆料由水、硅溶胶、硅酸钠、分子筛粉和稀土氧化物制备得到。
10.在其中一些实施例中，所述水性树脂的主要成分为硅氧烷和水性聚氨酯。
11.在其中一些实施例中，所述水溶性树脂由水性聚氨酯和六甲基二硅氧烷混合得到。
12.在其中一些实施例中，所述水溶性树脂由质量比为5-7∶1的水性聚氨酯和六甲基二硅氧烷混合得到。
13.在其中一些实施例中，所述稀土氧化物选自氧化镧、氧化钇和氧化铈中的至少一种。
14.在其中一些实施例中，所述稀土氧化物选自氧化镧、氧化钇和氧化铈中的至少两种。
15.在其中一些实施例中，所述稀土氧化物由氧化镧、氧化钇和氧化铈组成。
16.在其中一些实施例中，所述稀土氧化物由质量比为1-2∶0.5-1∶1的氧化镧、氧化钇和氧化铈组成。
17.在其中一些实施例中，所述活性炭粉末的平均粒径为7-30μm，比表面积为1100m2/g-1300m2/g。
18.在其中一些实施例中，所述分子筛粉的孔径为40nm-50nm。
19.在其中一些实施例中，所述活性炭粉、高岭土、锆粉和含有水溶性树脂的水溶液的质量比为20-28∶10-25∶1-6∶50-65，所述含有水溶性树脂的水溶液中水溶性树脂的重量百分比为0.08-0.12wt％。
20.在其中一些实施例中，所述活性炭粉、高岭土、锆粉和含有水溶性树脂的水溶液的质量比为22-24∶12-19∶2-4∶55-60。
21.在其中一些实施例中，所述水、硅溶胶、硅酸钠、分子筛粉和稀土氧化物的质量比为45-65∶8-20∶6-12∶15-28∶1-5，所述硅溶胶的氧化硅固含量为40％。
22.在其中一些实施例中，所述水、硅溶胶、硅酸钠、分子筛粉和稀土氧化物的质量比为50-60∶10-15∶8-10∶18-25∶3-4。
23.本发明还提供了上述可高温脱附的复合蜂窝吸附材料的制备方法，包括如下技术方案。
24.一种可高温脱附的复合蜂窝吸附材料的制备方法，包括如下步骤：
25.(1)分子筛浆料的制作：在所述硅溶胶中加入水，搅拌均匀后再添加硅酸钠，调节ph值为7-8，搅拌均匀；再添加所述分子筛粉和稀土氧化物，继续搅拌均匀，制成分子筛浆料；
26.(2)活性炭蜂窝的制作：在活性炭粉末中添加高岭土和锆粉，混合均匀，得粉料；在所述粉料中添加含有水溶性树脂的水溶液进行捏合，再将所得捏合后的物料制备成活性炭蜂窝；
27.(3)复合蜂窝的制作：将所述分子筛浆料涂覆在所述活性炭蜂窝的外表面上，吹去多余浆料后烘干，再通过高温烧制在所述活性炭蜂窝的外表面形成分子筛网膜，即得所述复合蜂窝吸附材料。
28.在其中一些实施例中，所述分子筛浆料的制作包括：在所述硅溶胶中加入 85℃-95℃的恒温水，搅拌1-2小时后再添加硅酸钠，调节ph值为7-8，在温度为80℃-100℃的条件下搅拌1.5-3小时；再添加所述分子筛粉和稀土氧化物，继续搅拌20min-40min，制成分子筛浆料。
29.在其中一些实施例中，步骤(2)所述捏合的时间为40min-90min。
30.在其中一些实施例中，步骤(2)所述将所得捏合后的物料制备成活性炭蜂窝包括：将所得捏合后的物料进行真空练泥，再挤压成蜂窝进行梯度干燥固化；再将干燥固化后的蜂窝在450℃-550℃以及氮气和水汽氛围下进行活化烧制4-8 小时，冷却后得到活性炭蜂窝。
31.在其中一些实施例中，步骤(3)所述烘干的温度为110℃～120℃。
32.在其中一些实施例中，步骤(3)所述高温烧制的温度为400℃～500℃，时间为2-3小时。
33.在其中一些实施例中，重复步骤(3)1次以上。
34.在其中一些实施例中，重复步骤(3)2-4次。
35.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
36.本发明在活性炭蜂窝上涂覆由硅溶胶、硅酸钠、纳米分子筛和稀土氧化物 (氧化镧、氧化钇和氧化铈)配制的分子筛浆料，并将其烧制成包覆在所述活性炭蜂窝外表面的分子筛网膜，从而制备得到本发明的复合蜂窝吸附材料。其中，用特定组成的稀土氧化物对硅溶胶进行改性，能使硅溶胶成网状的支点，减小胶黏剂的缩水比，从而能够得到比表面积大的分子筛网膜以提高其吸附性能；并且经过高温改性重新螯合而成的无机硅酸盐溶液具有很好的高温稳定性，再配合分子筛涂覆在活性炭蜂窝表面形成网状膜，能够有效提高所得复合蜂窝吸附材料的高温稳定性和吸附容量。并且，活性炭蜂窝是由活性炭粉、高岭土、锆粉和含有双组份水性树脂的水溶液进行捏合后所得物料制备而成，其水溶性树脂中含有硅氧烷和水性聚氨酯，硅氧烷起到骨架支撑作用，水性聚氨酯有较高的粘度同时也有高温聚合作用，两组分配合能使产品的缩水率达到2％以下，高温脱水和烘烤时不会开裂。这样在各组分以一定比例的配合下使所制备得到的复合蜂窝吸附材料既保证了蜂窝的高吸附率，也克服了活性炭不耐高温的缺陷，从而解决了普通活性炭蜂窝废气吸附饱和后不能有效脱附和容易燃烧的问题。本发明制备得到的复合蜂窝吸附材料在具有废气吸附容量大和工作容量高的同时，具有可高温脱附的优点，从而可以有效提高其废气脱附率，提高吸附材料的重复使用率。
37.本发明提供的复合蜂窝吸附材料的制备方法，工艺简单，易于控制，对设备要求不高，设备环保，投资小，有利于工业化生产。
具体实施方式
38.下面通过具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
39.除非另有定义，本发明所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不用于限制本发明。
40.本发明的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤的过程、方法、装置、产品或设备没有限定于已列出的步骤或模块，而是可选地还包括没有列出的步骤，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤。
41.在本发明中提及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
42.本发明所述水溶性树脂是由水性聚氨酯和硅氧烷混合而成。其中，依合成单体不同水性聚氨酯可分为聚醚型、聚酯型和聚醚、聚酯混合型；依照选用的二异氰酸酯的不同，水性聚氨酯又可分为芳香族和脂肪族，或具体分为tdi型、 hdi型等等。
43.以下为具体实施例。
44.以下实施例中所述硅溶胶的氧化硅固含量为40％。
45.以下实施例中所述水溶性树脂由水性聚氨酯和六甲基二硅氧烷按6∶1的质量比混合得到。其中，水性聚氨酯购自上海俊彩材料科技有限公司，其是由a 类386-03脂肪族聚酯(固含量为40％(w/w)，粘度为200mpa
·
s)和b类358-90 脂肪族聚醚(固含量为60％(w/w)，粘度为500mpa
·
s)按1∶1的质量比组成。六甲基二硅氧烷购自广州双桃精细化工有限公司，型号为si-161，纯度》 99％。
46.实施例1
47.本实施例提供的可高温脱附的复合蜂窝吸附材料的制备方法如下：
48.(1)分子筛浆料的制作：将重量为浆料总重量的60％的恒温90℃纯净水缓慢加入到硅溶胶中搅拌1小时(硅溶胶重量为浆料总重量的10％)；添加硅酸钠(添加量为浆料总重量的9％)，调节ph值为7-8，在温度为100℃的条件下搅拌2小时；再添加分子筛粉(其孔径为40nm-50nm，添加量为浆料总重量的 18％)和稀土氧化物(由质量比为2∶0.5∶1的氧化镧、氧化钇和氧化铈组成，添加量为浆料总重量的3％)，继续搅拌0.5小时，制成分子筛浆料。
49.(2)活性炭蜂窝的制作：在活性炭粉末(平均粒径7-30μm，比表面积1200 m2/g)中添加高岭土和锆粉，干法混合均匀，得粉料。在粉料中添加含有0.1wt％水溶性树脂的水溶液捏合1小时(以重量百分比计，活性炭24％、高岭土13％、锆粉3％、水溶性树脂溶液60％)，将所得物料进行真空练泥，再挤压成蜂窝进行梯度干燥固化(室温-120℃，8小时均匀升温)；再将干燥固化后的蜂窝在500℃以及氮气和水汽氛围下进行活化烧制6小时，冷却后得到活性炭蜂窝。
50.(3)复合蜂窝的制作：将分子筛浆料涂覆在活性炭蜂窝的外表面上，吹去多余浆料后在115℃温度下烘干，再于450℃温度下高温烧制3小时，在活性炭蜂窝的外表面形成分子筛网膜。
51.(4)重复步骤(3)2次，得到最终成型的复合蜂窝吸附材料。
52.实施例2
53.本实施例提供的可高温脱附的复合蜂窝吸附材料的制备方法如下：
54.(1)分子筛浆料的制作：将重量为浆料总重量的50％的恒温90℃纯净水缓慢加入到硅溶胶中搅拌1小时(硅溶胶重量为浆料总重量的15％)；添加硅酸钠(添加量为浆料总重量的8％)，调节ph值为7-8，在温度为200℃的条件下搅拌2小时；再添加分子筛粉(其孔径为40nm-50nm)，添加量为浆料总重量的25％)和稀土氧化物(由质量比为1∶1∶1的氧化镧、氧化钇、和氧化铈组成)，添加量为浆料总重量的4％)，继续搅拌0.5小时，制成分子筛浆料。
55.(2)活性炭蜂窝的制作：在活性炭粉末(平均粒径7-30μm，比表面积1200 m2/g)中添加高岭土和锆粉，干法混合均匀，得粉料。在粉料中添加含有0.1wt％水溶性树脂的水溶液(以重量百分比计，活性炭22％、高岭土19％、锆粉4％、水溶性树脂溶液55％)，捏合1小时，将所得物料进行真空练泥，再挤压成蜂窝进行梯度干燥固化(室温-120℃，8小时均匀升温)；再将干燥固化后的蜂窝在500℃以及氮气和水汽氛围下进行活化烧制4小时，冷却后得到活性炭蜂窝。
56.(3)复合蜂窝的制作：将分子筛浆料涂覆在活性炭蜂窝的外表面上，吹去多余浆料后在115℃温度下烘干，再于450℃温度下高温烧制3小时，在活性炭蜂窝的外表面形成分子
筛网膜。
57.(4)重复步骤(3)2次，得到最终成型的复合蜂窝吸附材料。
58.实施例3
59.(1)分子筛浆料的制作：将重量为浆料总重量的50％的恒温90℃纯净水缓慢加入到硅溶胶中搅拌1小时(硅溶胶重量为浆料总重量的14％)；添加硅酸钠(添加量为浆料总重量的10％)，调节ph值为7-8，在温度为100℃的条件下搅拌2小时；再添加分子筛粉(其孔径为40nm-50nm，添加量为浆料总重量的15％)和稀土氧化物(由质量比为1∶1∶1的氧化镧、氧化钇和氧化铈组成，添加量为浆料总重量的1％)，继续搅拌0.5小时，制成分子筛浆料。
60.(2)活性炭蜂窝的制作：在活性炭粉末(平均粒径7-30μm，比表面积1200 m2/g)中添加高岭土和锆粉，干法混合均匀，得粉料，在粉料中添加含有0.1wt％水溶性树脂的水溶液(以重量百分比计，活性炭25％、高岭土13％、锆粉2％、水溶性树脂溶液60％)进行捏合，捏合1小时，将所得物料进行真空练泥，再挤压成蜂窝进行梯度干燥固化(室温-120℃，8小时均匀升温)；再将干燥固化后的蜂窝在500℃以及氮气和水汽氛围下进行活化烧制7小时，冷却后得到活性炭蜂窝。
61.(3)复合蜂窝的制作：将分子筛浆料涂覆在活性炭蜂窝的外表面上，吹去多余浆料后在115℃温度下烘干，再于450℃温度下高温烧制3小时，在活性炭蜂窝的外表面形成分子筛网膜。
62.(4)重复步骤(3)2次，得到最终成型的复合蜂窝吸附材料。
63.对比例1
64.本对比例与实施例1的区别在于没有添加稀土氧化物，具体地，本对比例提供的复合蜂窝吸附材料的制备方法如下：
65.(1)分子筛浆料的制作：将重量为浆料总重量的60％的恒温90℃纯净水缓慢加入到硅溶胶中搅拌1小时(硅溶胶重量为浆料总重量的10％)；添加硅酸钠(添加量为浆料总重量的9％)，调节ph值为7-8，在温度为100℃的条件下搅拌2小时；再添加分子筛粉(其孔径为40nm-50nm，添加量为浆料总重量的 21％)继续搅拌0.5小时，制成分子筛浆料。
66.(2)活性炭蜂窝的制作：在活性炭粉末(平均粒径7-30μm，比表面积1200 m2/g)中添加高岭土和锆粉，干法混合均匀，得粉料。在粉料中添加含有0.1wt％水溶性树脂的水溶液捏合1小时(以重量百分比计，活性炭24％、高岭土13％、锆粉3％、水溶性树脂溶液60％)，将所得物料进行真空练泥，再挤压成蜂窝进行梯度干燥固化(室温-120℃，8小时均匀升温)；再将干燥固化后的蜂窝在500℃以及氮气和水汽氛围下进行活化烧制6小时，冷却后得到活性炭蜂窝。
67.(3)复合蜂窝的制作：将分子筛浆料涂覆在活性炭蜂窝的外表面上，吹去多余浆料后在115℃温度下烘干，再于450℃温度下高温烧制3小时，在活性炭蜂窝的外表面形成分子筛网膜。
68.(4)重复步骤(3)2次，得到最终成型的复合蜂窝吸附材料。
69.对比例2
70.本对比例与实施例1的区别在于只添加一种稀土氧化物，具体地，本对比例提供的复合蜂窝吸附材料的制备方法如下：
71.(1)分子筛浆料的制作：将重量为浆料总重量的60％的恒温90℃纯净水缓慢加入
到硅溶胶中搅拌1小时(硅溶胶重量为浆料总重量的10％)；添加硅酸钠(添加量为浆料总重量的9％)，调节ph值为7-8，在温度为100℃的条件下搅拌2小时；再添加分子筛粉(其孔径为40nm-50nm，添加量为浆料总重量的 18％)和稀土氧化物(氧化镧，添加量为浆料总重量的3％)，继续搅拌0.5小时，制成分子筛浆料。
72.(2)活性炭蜂窝的制作：在活性炭粉末(平均粒径7-30μm，比表面积1200 m2/g)中添加高岭土和锆粉，干法混合均匀，得粉料。在粉料中添加含有0.1wt％水溶性树脂的水溶液捏合1小时(以重量百分比计，活性炭24％、高岭土13％、锆粉3％、水溶性树脂溶液60％)，将所得物料进行真空练泥，再挤压成蜂窝进行梯度干燥固化(室温-120℃，8小时均匀升温)；再将干燥固化后的蜂窝在500℃以及氮气和水汽氛围下进行活化烧制6小时，冷却后得到活性炭蜂窝。
73.(3)复合蜂窝的制作：将分子筛浆料涂覆在活性炭蜂窝的外表面上，吹去多余浆料后在115℃温度下烘干，再于450℃温度下高温烧制3小时，在活性炭蜂窝的外表面形成分子筛网膜。
74.(4)重复步骤(3)2次，得到最终成型的复合蜂窝吸附材料。
75.对比例3
76.本对比例与实施例1的区别在于只添加两种稀土氧化物，具体地，本对比例提供的复合蜂窝吸附材料的制备方法如下：
77.(1)分子筛浆料的制作：将重量为浆料总重量的60％的恒温90℃纯净水缓慢加入到硅溶胶中搅拌1小时(硅溶胶重量为浆料总重量的10％)；添加硅酸钠(添加量为浆料总重量的9％)，调节ph值为7-8，在温度为100℃的条件下搅拌2小时；再添加分子筛粉(其孔径为40nm-50nm，添加量为浆料总重量的 18％)和稀土氧化物(由质量比为1∶1的氧化镧和氧化铈组成，添加量为浆料总重量的3％)，继续搅拌0.5小时，制成分子筛浆料。
78.(2)活性炭蜂窝的制作：在活性炭粉末(平均粒径7-30μm，比表面积1200 m2/g)中添加高岭土和锆粉，干法混合均匀，得粉料。在粉料中添加含有0.1wt％水溶性树脂的水溶液捏合1小时(以重量百分比计，活性炭24％、高岭土13％、锆粉3％、水溶性树脂溶液60％)，将所得物料进行真空练泥，再挤压成蜂窝进行梯度干燥固化(室温-120℃，8小时均匀升温)；再将干燥固化后的蜂窝在500℃以及氮气和水汽氛围下进行活化烧制6小时，冷却后得到活性炭蜂窝。
79.(3)复合蜂窝的制作：将分子筛浆料涂覆在活性炭蜂窝的外表面上，吹去多余浆料后在115℃温度下烘干，再于450℃温度下高温烧制3小时，在活性炭蜂窝的外表面形成分子筛网膜。
80.(4)重复步骤(3)2次，得到最终成型的复合蜂窝吸附材料。
81.对比例4
82.本对比例与实施例1的区别在于没有添加水溶性树脂并且减少了活性炭的添加量(因为在实验过程中发现，如果按实施例1的活性炭用量制备将无法得到活性炭蜂窝)，具体地，本对比例提供的复合蜂窝吸附材料的制备方法如下：
83.(1)分子筛浆料的制作：将重量为浆料总重量的60％的恒温90℃纯净水缓慢加入到硅溶胶中搅拌1小时(硅溶胶重量为浆料总重量的10％)；添加硅酸钠(添加量为浆料总重量的9％)，调节ph值为7-8，在温度为100℃的条件下搅拌2小时；再添加分子筛粉(其孔径为
40nm-50nm，添加量为浆料总重量的 18％)和稀土氧化物(由质量比为2∶0.5∶1的氧化镧、氧化钇和氧化铈组成，添加量为浆料总重量的3％)，继续搅拌0.5小时，制成分子筛浆料。
84.(2)活性炭蜂窝的制作：在活性炭粉末(平均粒径7-30μm，比表面积1200 m2/g)中添加高岭土和锆粉，干法混合均匀，得粉料。在粉料中添加纯净水捏合 1小时(以重量百分比计，活性炭20％、高岭土17％、锆粉3％、纯净水60％)，将所得物料进行真空练泥，再挤压成蜂窝进行梯度干燥固化(室温-120℃，8小时均匀升温)；再将干燥固化后的蜂窝在500℃以及氮气和水汽氛围下进行活化烧制6小时，冷却后得到活性炭蜂窝。
85.(3)复合蜂窝的制作：将分子筛浆料涂覆在活性炭蜂窝的外表面上，吹去多余浆料后在115℃温度下烘干，再于450℃温度下高温烧制3小时，在活性炭蜂窝的外表面形成分子筛网膜。
86.(4)重复步骤(3)2次，得到最终成型的复合蜂窝吸附材料。
87.对比例5
88.本对比例与实施例1的区别在于用有机黏结剂羟甲基丙基纤维素钠代替实施例1中的水溶性树脂并且减少了活性炭的添加量(因为在实验过程中发现，如果按实施例1的活性炭用量制备将无法得到活性炭蜂窝)，具体地，本对比例提供的复合蜂窝吸附材料的制备方法如下：
89.(1)分子筛浆料的制作：将重量为浆料总重量的60％的恒温90℃纯净水缓慢加入到硅溶胶中搅拌1小时(硅溶胶重量为浆料总重量的10％)；添加硅酸钠(添加量为浆料总重量的9％)，调节ph值为7-8，在温度为100℃的条件下搅拌2小时；再添加分子筛粉(其孔径为40nm-50nm，添加量为浆料总重量的 18％)和稀土氧化物(由质量比为2∶0.5∶1的氧化镧、氧化钇和氧化铈组成，添加量为浆料总重量的3％)，继续搅拌0.5小时，制成分子筛浆料。
90.(2)活性炭蜂窝的制作：在活性炭粉末(平均粒径7-30μm，比表面积1200 m2/g)中添加高岭土和锆粉，干法混合均匀，得粉料。在粉料中添加含有0.1wt％羟甲基丙基纤维素钠的水溶液捏合1小时(以重量百分比计，活性炭21％、高岭土16％、锆粉3％、羟甲基丙基纤维素钠溶液60％)，将所得物料进行真空练泥，再挤压成蜂窝进行梯度干燥固化(室温-120℃，8小时均匀升温)；再将干燥固化后的蜂窝在500℃以及氮气和水汽氛围下进行活化烧制6小时，冷却后得到活性炭蜂窝。
91.(3)复合蜂窝的制作：将分子筛浆料涂覆在活性炭蜂窝的外表面上，吹去多余浆料后在115℃温度下烘干，再于450℃温度下高温烧制3小时，在活性炭蜂窝的外表面形成分子筛网膜。
92.(4)重复步骤(3)2次，得到最终成型的复合蜂窝吸附材料。
93.对实施例1-3以及对比例1-5制备的复合蜂窝吸附材料、以及分子筛蜂窝(购自国瓷科技有限公司)、活性炭蜂窝(购自广东活性炭科技股份有限公司)、分子筛活性炭混合蜂窝(前述分子筛蜂窝和活性炭蜂窝按1∶1混合)进行四氯化碳吸附率等性能测试。其中，最高脱附温度以实际工况检测为准，即把空气加到指定温度，均匀的通过炭床，通过炭床横截面积的风速为0.2m/s，时间为2 小时，以不燃烧的最高温度记为最高脱附温度。
94.测试方法和测试结果如表1所示。由表1结果可见：本发明制备的复合蜂窝吸附材料能够有效提高材料的脱附温度，提高废气吸附容量，具有废气吸附容量大和可高温脱附的优点，从而可以有效提高其废气脱附率，提高吸附材料的重复使用率。其中，对比例1-5的
脱附温度虽然比实施例高，但是最高脱附温度高于150℃即可满足各种场合的使用要求，再提高其最高脱附温度并无实际价值，因此，实施例1所制备的复合蜂窝吸附材料的综合性能最好，说明其各组分配比用量最佳。
95.对比例1-3与实施例1相比，没有添加稀土氧化物，或者稀土氧化物的种类只有一种或者两种，其废气吸附容量均小于实施例1，说明本发明选择的三种稀土氧化物(氧化镧、氧化钇和氧化铈)协同配合对硅溶胶进行改性，能够得到比表面积更大的分子筛网膜，从而能够更好的提高所得吸附材料的吸附性能。
96.对比例4-5与实施例1相比，没有添加水溶性树脂或者将水溶性树脂替换为有机黏结剂羟甲基丙基纤维素钠，实验过程中发现如果不添加水溶性树脂或者添加羟甲基丙基纤维素钠都无法将高含量的活性炭制备成活性炭蜂窝。因此，对比例4-5降低了活性炭的用量同时提高了高岭土的用量，并且所制备得到的活性炭蜂窝的性能比实施例1差，从而降低了所得吸附材料的吸附性能，对比例 4-5所得吸附材料的吸附性能比实施例1差。
97.表1性能指标测试方法和结果
[0098][0099]
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存
在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0100]
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
技术特征：1.一种复合蜂窝吸附材料，其特征在于，由活性炭蜂窝和包覆在所述活性炭蜂窝外表面的分子筛网膜组成；所述活性炭蜂窝由活性炭粉、高岭土、锆粉和含有水溶性树脂的水溶液进行捏合后所得物料制备而成；所述分子筛网膜是将分子筛浆料涂覆在所述活性炭蜂窝的外表面上，再通过高温烧制制备而成；所述分子筛浆料由水、硅溶胶、硅酸钠、分子筛粉和稀土氧化物制备得到。2.根据权利要求1所述的复合蜂窝吸附材料，其特征在于，所述水溶性树脂的主要成分为硅氧烷和水性聚氨酯；优选地，所述水溶性树脂由水性聚氨酯和六甲基二硅氧烷混合得到；优选地，所述水溶性树脂由质量比为5-7：1的水性聚氨酯和六甲基二硅氧烷混合得到。3.根据权利要求1所述的复合蜂窝吸附材料，其特征在于，所述稀土氧化物选自氧化镧、氧化钇和氧化铈中的至少一种；优选地，所述稀土氧化物选自氧化镧、氧化钇和氧化铈中的至少两种；优选地，所述稀土氧化物由氧化镧、氧化钇和氧化铈组成；优选地，所述稀土氧化物由质量比为1-2：0.5-1：1的氧化镧、氧化钇和氧化铈组成。4.根据权利要求1所述的复合蜂窝吸附材料，其特征在于，所述活性炭粉末的平均粒径为7-30μm，比表面积为1100
㎡
/g-1300
㎡
/g；和/或，所述分子筛粉的孔径为40nm-50nm。5.根据权利要求1-4任一项所述的复合蜂窝吸附材料，其特征在于，所述活性炭粉、高岭土、锆粉和含有水溶性树脂的水溶液的质量比为20-28：10-25：1-6：50-65，所述含有水溶性树脂的水溶液中水溶性树脂的重量百分比为0.08-0.12wt％；和/或，所述水、硅溶胶、硅酸钠、分子筛粉和稀土氧化物的质量比为45-65：8-20：6-12：15-28：1-5，所述硅溶胶的氧化硅固含量为40％。6.根据权利要求5所述的复合蜂窝吸附材料，其特征在于，所述活性炭粉、高岭土、锆粉和含有水溶性树脂的水溶液的质量比为22-24：12-19：2-4：55-60；和/或，所述水、硅溶胶、硅酸钠、分子筛粉和稀土氧化物的质量比为50-60：10-15：8-10：18-25：3-4。7.一种权利要求1-6任一项所述的复合蜂窝吸附材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)分子筛浆料的制作：在所述硅溶胶中加入水，搅拌均匀后再添加硅酸钠，调节ph值为7-8，搅拌均匀；再添加所述分子筛粉和稀土氧化物，继续搅拌均匀，制成分子筛浆料；(2)活性炭蜂窝的制作：在活性炭粉末中添加高岭土和锆粉，混合均匀，得粉料；在所述粉料中添加含有水溶性树脂的水溶液进行捏合，再将所得捏合后的物料制备成活性炭蜂窝；(3)复合蜂窝的制作：将所述分子筛浆料涂覆在所述活性炭蜂窝的外表面上，吹去多余浆料后烘干，再通过高温烧制在所述活性炭蜂窝的外表面形成分子筛网膜，即得所述复合蜂窝吸附材料。8.根据权利要求7所述的复合蜂窝吸附材料的制备方法，其特征在于，所述分子筛浆料
的制作包括：在所述硅溶胶中加入85℃-95℃的恒温水，搅拌1-2小时后再添加硅酸钠，调节ph值为7-8，在温度为80℃-100℃的条件下搅拌1.5-3小时；再添加所述分子筛粉和稀土氧化物，继续搅拌20min-40min，制成分子筛浆料；和/或，步骤(2)所述捏合的时间为40min-90min；和/或，步骤(2)所述将所得捏合后的物料制备成活性炭蜂窝包括：将所得捏合后的物料进行真空练泥，再挤压成蜂窝进行梯度干燥固化；再将干燥固化后的蜂窝在450℃-550℃以及氮气和水汽氛围下进行活化烧制4-8小时，冷却后得到活性炭蜂窝；和/或，步骤(3)所述烘干的温度为110℃～120℃；和/或，步骤(3)所述高温烧制的温度为400℃～500℃，时间为2～3小时。9.根据权利要求7-8任一项所述的复合蜂窝吸附材料的制备方法，其特征在于，重复步骤(3)1次以上。10.权利要求1-6任一项所述的复合蜂窝吸附材料或者权利要求7-9任一项所述的制备方法制备得到的复合蜂窝吸附材料在废气治理中作为吸附剂的应用。
技术总结本发明涉及一种复合蜂窝吸附材料及其制备方法和应用。该复合蜂窝吸附材料由活性炭蜂窝和包覆在所述活性炭蜂窝外表面的分子筛网膜组成；所述活性炭蜂窝由活性炭粉、高岭土、锆粉和含有水溶性树脂的水溶液进行捏合后所得物料制备而成；所述分子筛网膜是将分子筛浆料涂覆在所述活性炭蜂窝的外表面上，再通过高温烧制制备而成；所述分子筛浆料由水、硅溶胶、硅酸钠、分子筛粉和稀土氧化物制备得到。该复合蜂窝吸附材料解决了普通活性炭蜂窝废气吸附饱和后不能有效脱附以及容易燃烧的问题，该复合蜂窝吸附材料在具有废气吸附容量大的同时，具有可高温脱附和脱附率高的优点。具有可高温脱附和脱附率高的优点。
技术研发人员：韩初榆 崔国强 韩琍君 徐海健 张婉芳
受保护的技术使用者：广东韩研活性炭科技股份有限公司
技术研发日：2022.06.30
技术公布日：2022/11/1
