1.一种石油石化废气吸附剂,其特征在于,按重量份数计,包括:硅气凝胶粉体 30‑50份;
铝基添加剂 9‑25份;
黏胶剂 8‑16份;
去离子水 20‑38份;
所述铝基添加剂为氢氧化铝、拟薄水铝石、一水合偏铝石中的一种或组合;
所述黏胶剂的原料,按重量份数计,包括:
硅酸钠 20‑30份;
硅酸钾 15‑25份;
蒸馏水 30‑50份;
硅溶胶 15‑25份;
硅烷偶联剂 3‑6份;
氢氧化镁和/或氧化镁 15‑20份;
所述黏胶剂的制备方法为:
将黏胶剂中的各原料搅拌均匀,然后加入酸溶液,使pH值在 7‑9之间,然后搅拌90‑
100min,加热到80℃‑90℃,得到黏胶剂;
石油石化废气吸附剂的制备方法,包括以下步骤:将硅气凝胶粉体与醇溶剂混匀,然后再加入铝基添加剂混匀;最后再加入黏胶剂、水混匀,捏合成团,挤条,切成小段,滚成1‑3㎜直径的圆球,经过焙烧,制成石油石化废气吸附剂;
石油石化废气吸附剂所用硅气凝胶粉体的制备方法,包括以下步骤:(1)制备硅源和溶剂的混合溶液
取模数为2.5‑2.8的硅酸钠装入反应釜中,加入硅酸钠质量5倍的去离子水进行稀释,反应釜以240转/分钟的速度搅拌30分钟,经200目筛过滤,得到硅酸钠溶液;
(2)溶胶
取草酸,加水,浓度稀释至20‑25 mol/L,在草酸中加入草酸铝和草酸钇,混合均匀后,以液下注入的方式加入至步骤(1)得到的硅酸钠溶液;整个加料时长控制在5‑10分钟,搅拌速度为300‑400转/分,控制硅酸钠溶液的pH值为1.5‑3.0,得到溶胶;所述草酸铝和草酸钇以氧化物计,两者的摩尔比是100:3;草酸铝的氧化物和硅酸钠中氧化硅的摩尔比3:100;
(3)凝胶
取氢氧化钠或氨水,加入去离子水稀释至pH值为11,以喷淋的方式加入至反应釜中;喷淋的同时以2000转/分的速度对反应釜内的物料进行快速搅拌,当反应釜内物料的pH值为
5.5时,终止喷淋,得到凝胶;
(4)老化
反应釜内以20转/分的速度继续搅拌15小时,对反应釜内的物料进行老化,控制反应釜内物料温度为20摄氏度;
(5)溶剂置换
在反应釜内进行持续搅拌90分钟,同时加入与步骤(4)反应釜内老化物料同体积的置换溶剂正己烷,以置换出剩余的水分;
(6)表面修饰
在反应釜内进行持续搅拌,同时继续加入与步骤(4)反应釜内老化物料同体积的偶联剂二甲氧基二甲基硅烷;经过搅拌80分钟,得到包覆有置换溶剂正己烷和偶联剂二甲氧基二甲基硅烷的硅气凝胶前驱体;
(7)干燥
将硅气凝胶前驱体放入干燥釜,在干燥釜内充入氮气赶氧,直至干燥釜内氧含量小于
3%,然后对干燥釜内的物料进行微波真空干燥,微波时间70分钟,微波频率2450MHZ,干燥釜内负压0.1MPa,温度为100摄氏度,干燥后制得固态粉末状的硅气凝胶;
所述黏胶剂中所述硅溶胶的制备方法为,包括以下步骤:(1)制备硅源和溶剂的混合溶液
取模数为3.5的硅酸钠装入反应釜中,加入硅酸钠质量2倍的去离子水进行稀释,反应釜以100转/分钟的速度搅拌30分钟,经200目筛过滤,得到硅酸钠溶液;
(2)溶胶
取硫酸,用去离子水调节至10 mol/L,在硫酸中加入硫酸锆和硫酸铈,混合均匀后,以喷淋的方式加入至步骤(1)得到的硅酸钠溶液;喷淋的同时以1500转/分的速度对反应釜内的物料进行快速搅拌,控制硅酸钠溶液的pH值为2.0,喷淋时间控制在80分钟,得到溶胶;所述硫酸锆和硫酸铈以氧化物计,两者的摩尔比是100:4;硫酸锆中的氧化物和硅酸钠中氧化硅的摩尔比:3:100;
(3)溶剂置换
在反应釜内加入与步骤(3)反应釜内老化物料同体积的置换溶剂丙酮,以置换出剩余的水分硅溶胶;然后将所述硅溶胶浓缩至固含量在25‑35%左右;浓缩可采用普通的超滤膜浓缩法。
2.根据权利要求1所述的石油石化废气吸附剂,其特征在于:所述硅气凝胶粉体的比表2
面积为480‑800 m/g;孔容为1.6‑2.5 ml/g;孔径的范围在1‑30nm。
3.根据权利要求1所述的石油石化废气吸附剂,其特征在于:所述硅烷偶联剂为全氟辛基三甲氧基硅烷、全氟辛基三乙氧基硅烷、全氟癸基三甲氧基硅烷中的一种或组合;
所述硅溶胶的固含量为25‑32%。
4.根据权利要求1所述的石油石化废气吸附剂,其特征在于:所述酸溶液为硝酸、盐酸、醋酸的一种或组合配成的溶液;所述酸溶液中酸与水的重量比为4‑9:1。
5.根据权利要求1所述的石油石化废气吸附剂,其特征在于:所述醇溶剂与硅气凝胶粉体加入的质量相等,所述醇溶剂为甲醇、丙醇、乙醇中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的石油石化废气吸附剂,其特征在于:挤条时的压力为10‑
15MPa;所述焙烧的温度450‑750℃。
7.根据权利要求1‑4任一所述的石油石化废气吸附剂的应用,其特征在于:将所述吸附剂用于吸附石油石化废气。