[发明专利]一种同时去除废气中重金属和VOC的吸附剂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种同时去除废气中重金属和VOC的吸附剂及其制备方法，所述吸附剂先将锌修饰碳纳米管利用γ‑甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷进行改性处理，得到改性碳纳米管；然后将改性碳纳米管与三羟甲基丙烷三（3‑巯基丙酸酯）反应，得到巯基化碳纳米管；再将巯基化碳纳米管与聚醚砜树脂混合，熔融纺丝，得到复合纤维，切断制成1～2mm的短纤维；最后将短纤维与丙烯酰胺、N‑（4‑氨基苯基）丙烯酰胺混合进行聚合反应即得。该吸附剂对对废气中的重金属和VOC具有良好的去除效果。

技术领域

本发明涉及废气处理技术领域，特别是涉及一种同时去除废气中重金属和VOC的吸附剂及其制备方法。

背景技术

热电厂、水泥厂、垃圾焚烧厂排放的废气中含有大量重金属物质和VOC（VolentOrganic Compounds，挥发性有机化合物）。其中，重金属的毒性大、分布广、含量低、不易降解，长期在环境中分散存在，最终通过生物富集作用被动植物吸收，通过食物链进入人体，对人类的生存和健康产生严重的影响。VOC是指在常温下，饱和蒸汽压大于70Pa、沸点50～260℃的各种有机化合物，或在20℃条件下蒸汽压大于或等于10Pa具有相应挥发性的全部有机化合物，主要成分包括：烃类、卤代烃、苯系物、氟利昂系列、多环芳烃等。挥发性有机物对人类健康有重大影响，会引起头痛、恶心、呕吐、乏力等，并会引起过敏、损伤内脏，长期接触可能致癌。并且VOC还是雾霾形成的重要污染源。因此，如何去除废气中的重金属和VOC是当前面临的一大严峻问题。

吸附法因其具有去除率高、净化彻底、能耗低、易于推广实用等优点，而被广泛使用，吸附法常用的吸附剂包括沸石、活性炭、分子筛等。但是这些吸附剂通常存在因其它气体的干扰而选择性差，对特定重金属或VOC的吸附量较小，随温度升高而吸附量明显降低等缺点。

专利CN107185482B公开了一种用于吸附苯乙烯废气的新型粘土基复合吸附材料的制备方法，包括以下步骤：（1）将粘土加入到酸性溶液中，室温下搅拌，得到溶液A；(2)在溶液A中加入表面活性剂，室温下搅拌，得到溶液B；(3)在溶液B中再加入硅源、铝源搅拌；(4)将步骤(3)中得到的产物过滤洗涤至中性，干燥，然后粉碎成颗粒；(5)取过渡金属硝酸盐溶于去离子水中，溶解配成盐溶液，滴加在上述颗粒上，搅拌，干燥，然后焙烧。制备得到的粘土基复合吸附材料无毒、无腐蚀、环保且制备成本低，且对苯乙烯具有高吸附性能。但是该吸附材料对其他VOC和重金属的吸附效果较差。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种同时去除废气中重金属和VOC的吸附剂及其制备方法，该吸附剂对废气中的重金属和VOC具有良好的去除效果。

为实现上述目的，本发明是通过如下方案实现的：

一种同时去除重金属和VOC的废气处理用吸附剂的制备方法，具体步骤如下：

（1）先将锌修饰碳纳米管利用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷进行改性处理，得到改性碳纳米管；

（2）然后将改性碳纳米管与三羟甲基丙烷三（3-巯基丙酸酯）反应，得到巯基化碳纳米管；

（3）再将巯基化碳纳米管与聚醚砜树脂混合，熔融纺丝，得到复合纤维，切断制成1～2mm的短纤维；

（4）最后将短纤维与丙烯酰胺、N-（4-氨基苯基）丙烯酰胺混合进行聚合反应，即得所述的吸附剂；

其中，所述锌修饰碳纳米管是将碳纳米管与六水合硝酸锌混合加热后还原而得。

优选的，以重量份计，所述锌修饰碳纳米管的制备方法如下：

（A）先将1份碳纳米管与0.02～0.04份六水合硝酸锌混合，加热至340～360℃，保温8～10小时，使得硝酸锌分解为氧化锌；

（B）然后在甲烷气氛下，继续升温至680～700℃，保温5～8小时，即得所述的锌修饰碳纳米管。