專利名稱：一種中空纖維分子篩吸附劑材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化工吸附劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種中空纖維形態(tài)的分子篩吸附劑材料的制備方法。
背景技術(shù)：
吸附是化學(xué)工業(yè)、石化工業(yè)和制藥工業(yè)中的一種重要的物質(zhì)分離方法，它是基于吸附劑對某些特定物質(zhì)的選擇性吸附作用實現(xiàn)物質(zhì)分離，其中吸附劑性能直接決定吸附分離效率或凈化效果，目前常用的吸附劑主要是一些炭材料如活性炭、碳分子篩、碳納米管和石墨納米纖維以及各種合成的如沸石分子篩等。眾所周知，吸附傳質(zhì)過程由外擴散、內(nèi)擴散和表面吸附三部分組成，其中內(nèi)擴散是影響吸附速率的重要因素，不同結(jié)構(gòu)的吸附劑具有不同的擴散特性，因而吸附速度也不同。 相對于新型吸附劑的開發(fā)和吸附工藝的更新，吸附劑的成型技術(shù)發(fā)展較為緩慢，目前工業(yè)上應(yīng)用的吸附劑主要是球形、柱形、片形以及粉狀，其中粉狀吸附劑的吸附分離效果最好， 但是其顆粒較小容易流失，大量使用時床層阻力大，因此粉狀吸附劑一般只在一些小規(guī)模實驗時使用；片形吸附劑表面積較大，但填充床層后空隙較多，容易形成溝流，且在擠壓下容易破碎；球形吸附劑具有很高的機械強度，填充的吸附床層空隙均勻，模擬計算和實際使用效果都表明球形吸附劑具有最好的吸附分離效果；柱形吸附劑的加工工藝簡單，成本低， 因此，很多工業(yè)吸附劑都采用短柱形。但無論是柱狀或球形吸附劑，為提高吸附效率，對吸附劑的裝填都有極高的要求。如上所述，球形吸附劑相對于其他幾種形狀具有更好的使用效果，但是在其內(nèi)部向球心方向的傳質(zhì)阻力較大，這將導(dǎo)致部分吸附性能損失。為減少吸附劑的內(nèi)擴散阻力，在造粒過程中摻入淀粉，然后通過使用淀粉酶溶液分解顆粒內(nèi)的淀粉，從而在吸附劑顆粒內(nèi)部造孔。然而，這樣雖然解決了吸附劑內(nèi)部的傳質(zhì)問題，但也使得吸附劑顆粒強度下降，在一些頻繁移動或帶有震動、沖擊的使用環(huán)境下(如車上，飛機上或艦船上)吸附劑會因為震動、沖擊引起的碰撞和摩擦而逐漸粉化，導(dǎo)致吸附床層阻力逐漸增大，況且吸附劑粉末會隨流動相不斷流出床層從而影響分離效果。此外，由于吸附過程一般是將吸附劑顆粒裝填在填充柱即固定床吸附器上進行的，吸附劑的裝填方式以及吸附床層阻力也將影響吸附器整體的分離性能(改變外擴散特性)。因此，找到一種傳質(zhì)阻力小、強度高的吸附劑結(jié)構(gòu)以及簡單可靠的制備方法有著重要的現(xiàn)實意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種傳質(zhì)阻力小、吸附效率高的中空纖維分子篩吸附劑材料及其制備方法。本發(fā)明提供的中空纖維分子篩吸附劑材料的制備方法，是基于某些有機聚合物溶液中的溶劑與水進行交換從而使聚合物發(fā)生相轉(zhuǎn)化并固化成型的原理，利用有機聚合物作為粘結(jié)劑，配制含分子篩粉體的聚合物溶液，通過模具擠壓到凝膠浴中，經(jīng)過相轉(zhuǎn)化成型得到分子篩中空纖維，再經(jīng)過高溫煅燒、活化，去除有機物，最終得到可以應(yīng)用于吸附分離過程的中空纖維分子篩(吸附劑)材料。其具體步驟如下 (1)配制分子篩一聚合物紡絲漿料
配制聚合物溶液首先將有機聚合物、分散劑及增塑劑溶解在有機溶劑中，振蕩攪拌使其完全溶解，得到聚合物溶液；聚合物溶液中各組分按重量計的組成為，有機聚合物有機溶劑分散劑增塑劑=1 3 9 0 0.5 0 0.3 ；優(yōu)選的組成比例為，有機聚合物有機溶劑分散劑增塑劑=1 4 6 0. 2 0. 4 0. 1 0. 2 ；
分子篩粉體預(yù)處理將平均粒度為0. 0Γ1 μ m的分子篩粉體反復(fù)水洗，直至水溶液的 PH值在7、之間，然后用乙醇洗滌，再在10(T120° C的溫度下烘干；將經(jīng)過預(yù)處理的上述分子篩粉體加入上述聚合物溶液中，充分?jǐn)嚢瑁蛊渫耆鶆虻胤稚⒃诰酆衔锶芤褐?，得到混和懸浮態(tài)的分子篩-聚合物紡絲漿料；其中分子篩粉體可以一次性加入，也可以慢慢地逐漸加入，分子篩粉體與聚合物的重量比為5 15 1。其中，所述有機聚合物可選自有機聚合物選自聚砜、聚醚砜、聚碳酸酯、醋酸纖維素聚乙烯醇(縮丁醛)、聚乙烯酯、聚乙烯酮中的一種。
所述有機溶劑可選自乙醇、N-甲基吡咯烷酮，N, N- 二甲基甲酰胺，N, N- 二甲基乙酰氨和二甲基亞砜中的一種，或者是其中兩種溶劑按任意組成構(gòu)成的混合溶液。所述分散劑可選自聚丙烯酸或其鹽、聚甲基丙烯酸及聚甲基丙烯酸鹽、磷酸酯、聚甲基丙烯酸銨、檸檬酸、苯甲酸及其衍生物、非離子聚合物如聚乙烯砒咯烷酮等當(dāng)中的一種或兩種。所述增塑劑可選自聚乙二醇、聚丙三醇、甘油及N，N 二甲基-月桂酰胺等當(dāng)中的一種。所述分子篩可以是A型、X型、Y型、Beta沸石、絲光沸石、ZSM-5、A1P0-5、LTL、M0R、 MCM-41中的一種，分子篩粉體的平均粒徑為0. 0Γ1 μ m。(2)制備中空纖維分子篩材料
將配制好的分子篩-聚合物紡絲漿料進行真空脫氣處理，然后轉(zhuǎn)移至料罐中；在 0. Γ1. OMPa的氮氣壓力下，分子篩-聚合物紡絲漿料通過紡絲模具被壓入凝結(jié)水浴中，同時在紡絲模具的內(nèi)芯通入芯液作為內(nèi)凝固液。一般來說，內(nèi)凝固液可采用純水。在內(nèi)凝固液中也可加入一些有機溶劑，該有機溶劑可以與聚合物溶液中的有機溶劑相同，也可以不同，如甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇、聚乙二醇、丙三醇等，但都必須與水互溶。分子篩-聚合物紡絲漿料在凝結(jié)浴水中保持514小時，使其完全固化，然后取出晾干即得到分子篩中空纖維，其內(nèi)徑為0.廣0.5 mm，外徑為0.5 1.2 mm，壁厚為0. 4 1. 0 mm。其中，分子篩中空纖維的尺寸可通過調(diào)節(jié)紡絲模具出口尺寸大小而予于控制。其中，分子篩中空纖維的尺寸可通過不銹鋼紡絲模具出口尺寸大小控制。一般所使用的紡絲模具的內(nèi)芯管直徑為0.廣0.4 mm，紡絲口內(nèi)徑為0. 4 1. 0 mm。所述紡絲模具可用不銹鋼材料制備。(3)中空纖維分子篩材料的燒結(jié)、活化
將上述中空纖維分子篩材料升溫至500 650° C，在此溫度下煅燒1 10小時，燒除其中有機成分，并使分子篩活化。升溫速度可控制在廣3° C /min。煅燒完成后，降溫至室溫，取出，即得到可以應(yīng)用于吸附分離過程的中空纖維分子篩材料。
由本發(fā)明方法制備的中空纖維分子篩材料，可以作為吸附劑材料，用于化學(xué)工業(yè)、 石化工業(yè)和制藥工業(yè)中的物質(zhì)分離方法(氣體的變壓吸附分離)的吸附分離過程。也可作為催化劑材料。本發(fā)明的優(yōu)點是
(1)制備工藝簡單方便，不需要昂貴的設(shè)備，成本低；
(2)所制成的中空纖維分子篩(吸附劑)傳質(zhì)阻力小、吸附效率高。比較常規(guī)吸附裝置， 床層阻力可降低80 200%，吸附效率可提高20%以上；
(3)適應(yīng)性廣，可用于各種分子篩(吸附劑)的組件化；
(4)該中空纖維分子篩(吸附劑)材料尤其適合于諸如每分鐘切換幾十次甚至數(shù)百次的超快速變壓吸附分離過程，大大提高單位吸附劑的產(chǎn)量。
具體實施例方式下面通過實施例對本發(fā)明做進一步的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此，不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制。實施例1 制備NaA中空纖維分子篩吸附劑
按如下步驟配制分子篩-聚合物紡絲漿料，制備中空纖維分子篩前體，并燒結(jié)、活化， 制備成NaA中空纖維分子篩吸附劑，其中
(1)配制聚合物溶液本例所用的有機聚合物是聚砜；溶劑是N-甲基吡咯烷酮；分散劑是聚乙烯砒咯烷酮；增塑劑是聚乙二醇；制備聚合物溶液時各組分的重量組成是有機聚合物溶劑分散劑增塑劑=250g 900g 80g 20 g ；將配量的添加劑溶解在溶劑中，再加入配量的聚合物，振蕩攪拌使其完全溶解，制成聚合物溶液；將平均粒度為 0.0Γ1 μ m的NaA分子篩粉體反復(fù)水洗，直至水溶液的PH值在疒9之間，然后用乙醇洗滌， 最后在120° C的溫度下烘干。將NaA分子篩粉體按分子篩與聚合物的重量比為10 1 加入到上述聚合物溶液中，攪拌36小時使其完全均勻地分散在聚合物溶液中，即得到分子篩一聚合物紡絲漿料。(2)制備中空纖維分子篩材料前體將上述分子篩一聚合物紡絲漿料進行真空脫氣4 h后，移至紡絲罐中，在0. 氮氣壓力下，通過不銹鋼制紡絲模具紡入水浴中。其中，內(nèi)凝固液為純水，不銹鋼制紡絲模具的料液出口及芯液內(nèi)管外徑分別為0.8 / 0.3 mm。 進入凝結(jié)水浴的分子篩中空纖維保持M小時，使其完全固化，然后取出晾干，即得到NaA分子篩中空纖維，其內(nèi)徑為0. 3 mm，外徑為1. 0 mm，壁厚為0. 35 mm。(3)中空纖維分子篩吸附劑材料的燒結(jié)、活化將中空纖維分子篩吸附劑放入電爐中，以廣3°C/min的升溫速度加熱到550 °C，煅燒10小時，燒除其中有機成分，并使分子篩活化。待煅燒完成后，再以廣5°C /min的降溫速度降至室溫，取出即得到可以應(yīng)用于吸附分離過程的NaA中空纖維分子篩吸附劑。實施例2 制備13X中空纖維分子篩吸附劑按如下步驟制備13X中空纖維分子篩吸附劑
(1)配制聚合物溶液本例有機聚合物是聚醚砜；溶劑是N，N- 二甲基甲酰胺；分散劑是聚乙烯砒咯烷酮；增塑劑是聚丙三醇；制備聚合物溶液時各組分的重量組成是有機聚合物溶劑分散劑增塑劑=200g IOOOg IOOg 20 g ；將配量的添加劑溶解在溶劑中，再加入配量的聚合物，振蕩攪拌使其完全溶解，制成聚合物溶液；將平均粒度為 0.0Γ1 ym的13Χ分子篩粉體反復(fù)水洗，直至水溶液的PH值在疒9之間，然后用乙醇洗滌，最后在100° C的溫度下烘干。將13Χ分子篩粉體按分子篩與聚合物的重量比為5 1 加入到上述聚合物溶液中，攪拌M小時使其完全均勻地分散在聚合物溶液中，即得到分子篩一聚合物紡絲漿料。(2)制備中空纖維分子篩材料前體將上述分子篩一聚合物紡絲漿料進行真空脫氣4 h后，移至紡絲罐中，在0. IMI^a氮氣壓力下，通過不銹鋼制紡絲模具紡入水浴中。其中，內(nèi)凝固液為純水，不銹鋼制紡絲模具的料液出口及芯液內(nèi)管外徑分別為1.0/ 0.3 mm。 進入凝結(jié)水浴的分子篩中空纖維保持36小時，使其完全固化，然后取出晾干，即得到13X分子篩中空纖維，其內(nèi)徑為0. 3 mm，外徑為1. 1 mm，壁厚為0. 4 mm。(3)中空纖維分子篩吸附劑材料的燒結(jié)、活化將中空纖維分子篩吸附劑放入電爐中，以廣3°C/min的升溫速度加熱到650 °C，煅燒10小時，燒除其中有機成分，并使分子篩活化。待煅燒完成后，再以廣5°C /min的降溫速度降至室溫，取出即得到可以應(yīng)用于吸附分離過程的13X中空纖維分子篩吸附劑。實施例3 制備NaY中空纖維分子篩吸附劑按如下步驟制備NaY中空纖維分子篩吸附劑
(1)配制聚合物溶液本例有機聚合物是醋酸纖維素；溶劑是二甲基亞砜；分散劑是聚乙烯砒咯烷酮；增塑劑是聚丙三醇；制備聚合物溶液時各組分的重量組成是有機聚合物溶劑分散劑增塑劑= 200g 600g 40g IOg;將配量的添加劑溶解在溶劑中，再加入配量的聚合物，振蕩攪拌使其完全溶解，制成聚合物溶液；將平均粒度為0. 02^1 μ m的 NaY分子篩粉體反復(fù)水洗，直至水溶液的pH值在7、之間，然后用乙醇洗滌，最后在120° C 的溫度下烘干。將NaY分子篩粉體按分子篩與聚合物的重量比為10 1加入到上述聚合物溶液中，攪拌M小時使其完全均勻分散在聚合物溶液中，即得到分子篩一聚合物紡絲漿料。(2)制備中空纖維分子篩材料前體將上述分子篩一聚合物紡絲漿料進行真空脫氣IOh后，移至紡絲罐中，在0. 5MPa氮氣壓力下，通過不銹鋼制紡絲模具紡入水浴中。其中， 內(nèi)凝固液為純水，不銹鋼制紡絲模具的料液出口及芯液內(nèi)管外徑分別為1.0/ 0.3 mm。進入凝結(jié)水浴的分子篩中空纖維保持36小時，使其完全固化，然后取出晾干，即得到NaY分子篩中空纖維，其內(nèi)徑為0. 3 mm，外徑為1. 0 mm，壁厚為0. 35 mm。(3)中空纖維分子篩吸附劑材料的燒結(jié)、活化將中空纖維分子篩吸附劑放入電爐中，以廣3°C/min的升溫速度加熱到650 °C，煅燒10小時，燒除其中有機成分，并使分子篩活化。待煅燒完成后，再以廣5°C /min的降溫速度降至室溫，取出即得到可以應(yīng)用于吸附分離過程的NaY中空纖維分子篩吸附劑。實施例4 制備ZSM-5中空纖維分子篩吸附劑按如下步驟制備ZSM-5中空纖維分子篩吸附劑
(1)配制聚合物溶液本例有機聚合物是醋酸纖維素；溶劑是N，N- 二甲基乙酰氨； 分散劑是磷酸酯；增塑劑是N，N 二甲基-月桂酰胺；制備聚合物溶液時各組分的重量組成是有機聚合物溶劑分散劑增塑劑=1 4 0. 25 0. 1 ；將200g聚合物溶解在溶劑中，再加入配量的添加劑和增塑劑，振蕩攪拌使其完全溶解，制成聚合物溶液；將平均粒度為0.02 1 ym的ZSM-5分子篩粉體反復(fù)水洗，直至水溶液的pH值在疒9之間，然后用乙醇洗滌，最后在120° C的溫度下烘干。將ZSM-5分子篩粉體按分子篩與聚合物的重量比為 15 1加入到上述聚合物溶液中，攪拌M小時使其完全均勻地分散在聚合物溶液中，即得到分子篩一聚合物紡絲漿料。(2)制備中空纖維分子篩材料前體將上述分子篩一聚合物紡絲漿料進行真空脫氣IOh后，移至紡絲罐中，在1. OMPa氮氣壓力下，通過不銹鋼制紡絲模具紡入水浴中。其中，內(nèi)凝固液為純水，不銹鋼制紡絲模具的料液出口及芯液內(nèi)管外徑分別為1.0/ 0.3 mm。 進入凝結(jié)水浴的分子篩中空纖維保持36小時，使其完全固化，然后取出晾干，即得到ZSM-5 分子篩中空纖維，其內(nèi)徑為0. 3 mm，外徑為1. 0 mm，壁厚為0. 35 mm。(3)中空纖維分子篩吸附劑材料的燒結(jié)、活化將中空纖維分子篩吸附劑放入電爐中，以廣3°C /min的升溫速度加熱到600 °C，煅燒10小時，燒除其中有機成分，并使分子篩活化。待煅燒完成后，再以廣5°C/min的降溫速度降至室溫，取出即得到可以應(yīng)用于吸附分離過程的ZSM-5中空纖維分子篩吸附劑。實施例5 制備Beta沸石中空纖維分子篩吸附劑按如下步驟制備Beta沸石中空纖維分子篩吸附劑
(1)配制聚合物溶液本例有機聚合物是聚乙烯醇(縮丁醛)；溶劑是乙醇；分散劑是磷酸酯；增塑劑是甘油；制備聚合物溶液時各組分的重量組成是有機聚合物溶劑分散劑增塑劑=1 8 0. 1 0.2df200g聚合物溶解在溶劑中，再加入配量的添加劑和增塑劑，振蕩攪拌使其完全溶解，制成聚合物溶液；將平均粒度為0. 02^1 μ m的Beta沸石分子篩粉體反復(fù)水洗，直至水溶液的PH值在疒9之間，然后用乙醇洗滌，最后在120° C的溫度下烘干。將Beta沸石分子篩粉體按分子篩與聚合物的重量比為12 1加入到上述聚合物溶液中，攪拌M小時使其完全均勻地分散在聚合物溶液中，即得到分子篩一聚合物紡絲漿料。(2)制備中空纖維分子篩材料前體將上述分子篩一聚合物紡絲漿料進行真空脫氣IOh后，移至紡絲罐中，在0.6MI^氮氣壓力下，通過不銹鋼制紡絲模具紡入水浴中。其中，內(nèi)凝固液為純水，不銹鋼制紡絲模具的料液出口及芯液內(nèi)管外徑分別為1.0/ 0.3 mm。 進入凝結(jié)水浴的分子篩中空纖維保持36小時，使其完全固化，然后取出晾干，即得到Beta 沸石分子篩中空纖維，其內(nèi)徑為0. 3 mm，外徑為1. 0 mm，壁厚為0. 35 mm。(3)中空纖維分子篩吸附劑材料的燒結(jié)、活化過程同實施例4。實施例6 制備絲光沸石中空纖維分子篩吸附劑按如下步驟制備絲光沸石中空纖維分子篩吸附劑
(1)配制聚合物溶液本例有機聚合物是聚乙烯醇(縮丁醛)；溶劑是乙醇；分散劑是磷酸酯；增塑劑是甘油；制備聚合物溶液時各組分的重量組成是有機聚合物溶劑分散劑增塑劑=1 6 0.5 0. 1;將200g聚合物溶解在溶劑中，再加入配量的添加劑和增塑劑，振蕩攪拌使其完全溶解，制成聚合物溶液；將平均粒度為0. 0Γ0. 05 μ m的絲光沸石分子篩粉體反復(fù)水洗，直至水溶液的PH值在疒9之間，然后用乙醇洗滌，最后在120° C 的溫度下烘干。將絲光沸石分子篩粉體按分子篩與聚合物的重量比為12 1加入到上述聚合物溶液中，攪拌M小時使其完全均勻地分散在聚合物溶液中，即得到分子篩一聚合物紡絲漿料。
(2)制備中空纖維分子篩材料前體將上述分子篩一聚合物紡絲漿料進行真空脫氣IOh后，移至紡絲罐中，在0. SMI^a氮氣壓力下，通過不銹鋼制紡絲模具紡入水浴中。其中，內(nèi)凝固液為純水，不銹鋼制紡絲模具的料液出口及芯液內(nèi)管外徑分別為1.0/ 0.3 mm。 進入凝結(jié)水浴的分子篩中空纖維保持36小時，使其完全固化，然后取出晾干，即得到絲光沸石分子篩中空纖維，其內(nèi)徑為0. 3 mm，外徑為1. 0 mm，壁厚為0. 35 mm。(3)中空纖維分子篩吸附劑材料的燒結(jié)、活化過程同實施例4。實施例7 制備MCM-41中空纖維分子篩吸附劑按如下步驟制備MCM-41中空纖維分子篩吸附劑
(1)配制聚合物溶液本例有機聚合物是醋酸纖維素；溶劑是N，N- 二甲基甲酰胺；分散劑是磷酸酯；增塑劑是聚丙烯酸；制備聚合物溶液時各組分的重量組成是有機聚合物溶劑分散劑增塑劑=1 5 0. 1 0. 1 ；將200g聚合物溶解在溶劑中， 再加入配量的添加劑和增塑劑，振蕩攪拌使其完全溶解，制成聚合物溶液；將平均粒度為 0.0廣0. Ιμπι的MCM-41分子篩粉體反復(fù)水洗，直至水溶液的pH值在疒9之間，然后用乙醇洗滌，最后在120° C的溫度下烘干。將MCM-41分子篩粉體按分子篩與聚合物的重量比為 10 1加入到上述聚合物溶液中，攪拌M小時使其完全均勻地分散在聚合物溶液中，即得到分子篩一聚合物紡絲漿料。(2)制備MCM-41中空纖維分子篩材料前體將上述分子篩一聚合物紡絲漿料進行真空脫氣IOh后，移至紡絲罐中，在0. 氮氣壓力下，通過不銹鋼制紡絲模具紡入水浴中。其中，內(nèi)凝固液為純水，不銹鋼制紡絲模具的料液出口及芯液內(nèi)管外徑分別為1.0/ 0.3 mm。進入凝結(jié)水浴的分子篩中空纖維保持36小時，使其完全固化，然后取出晾干，即得到絲光沸石分子篩中空纖維，其內(nèi)徑為0. 2mm，外徑為1. 0 mm，壁厚為0. 40 mm。(3)中空纖維分子篩吸附劑材料的燒結(jié)、活化過程同實施例4。
權(quán)利要求
1.一種中空纖維分子篩吸附劑材料的制備方法，其特征在于具體步驟為(1)配制分子篩--聚合物紡絲漿料配制聚合物溶液首先將有機聚合物、分散劑及增塑劑溶解在有機溶劑中，振蕩攪拌使其完全溶解，得到聚合物溶液；聚合物溶液中各組分按重量計的組成為，有機聚合物有機溶劑分散劑增塑劑=1 3 9 0 0. 5 0 0. 3 ；將平均粒度為0. 0Γ1 μ m的分子篩粉體反復(fù)水洗，直至水溶液的pH值在7、之間， 然后用乙醇洗滌，再在10(Γ120° C的溫度下烘干；將經(jīng)過預(yù)處理的上述分子篩粉體加入上述聚合物溶液中，充分?jǐn)嚢?，使其完全均勻地分散在聚合物溶液中，得到混和懸浮態(tài)的分子篩-聚合物紡絲漿料；其中，分子篩粉體與聚合物的重量比為5 15 1；(2)制備中空纖維分子篩材料將配制好的分子篩-聚合物紡絲漿料進行真空脫氣處理，然后轉(zhuǎn)移至料罐中；在 0. Γ1. OMPa的N2氣體壓力下，分子篩-聚合物紡絲漿料通過紡絲模具被壓入凝結(jié)水浴中， 同時在紡絲模具的內(nèi)芯通入芯液作為內(nèi)凝固液；分子篩-聚合物紡絲漿料在凝結(jié)水浴中保持514小時，使其完全固化，然后取出晾干，即得到分子篩中空纖維，其內(nèi)徑為0. Γ0. 5 mm，外徑為 0. 5^1. 2 mm，壁厚為 0. 4^1. O mm ；(3)中空纖維分子篩材料的燒結(jié)、活化將上述中空纖維分子篩材料升溫至500 650° C，在此溫度下煅燒1 10小時，燒除其中有機成分，并使分子篩活化；煅燒完成后，降溫至室溫，取出即得到中空纖維分子篩材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述有機聚合物選自聚砜、聚醚砜、聚碳酸酯、醋酸纖維素聚乙烯醇(縮丁醛)、聚乙烯酯、聚乙烯酮中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于步驟(1)中所用有機溶劑選自乙醇、 N-甲基吡咯烷酮，N，N-二甲基甲酰胺，N，N-二甲基乙酰氨和二甲基亞砜中的一種，或者是其中兩種溶劑按任意組成構(gòu)成的混合溶液。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于步驟(1)中所用分散劑選自聚丙烯酸或其鹽、聚甲基丙烯酸及聚甲基丙烯酸鹽、磷酸酯、聚甲基丙烯酸銨、檸檬酸、苯甲酸及其衍生物、非離子聚合物當(dāng)中的一種或兩種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于步驟(1)中所用增塑劑選自聚乙二醇、 聚丙三醇、甘油及N，N 二甲基-月桂酰胺當(dāng)中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于步驟(1)中所用分子篩為A型、X型、Y 型、Beta沸石、絲光沸石、ZSM-5、A1P0-5、LTL、MOR、MCM-41中的一種，分子篩粉體的平均粒徑為0.0廣1 μ m0
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于步驟(2)中所用內(nèi)凝固液采用純水；在內(nèi)凝固液中加入有機溶劑，該有機溶劑與聚合物溶液中的有機溶劑相同或不同，與水互溶。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于步驟(3)中的升溫速率為廣3°C / min ；降溫速率為廣5° C /min。
9.如權(quán)利要求1所述方法制備獲得的中空纖維分子篩材料，其內(nèi)徑為0.廣0.5mm，外徑為 0. 5^1. 2 mm，壁厚為 0. 4^1. O mm。
10.如權(quán)利要求9所述的中空纖維分子篩材料作為吸附劑在化學(xué)工業(yè)、石化工業(yè)和制藥工業(yè)中的物質(zhì)分離方法的吸附分離過程中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明屬于化工吸附劑技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種中空纖維分子篩吸附劑材料的制備方法。其制備過程包括將洗滌干燥好的分子篩微粉加入配制的聚合物溶液中得到分子篩-聚合物紡絲漿料；將分子篩-聚合物紡絲漿料轉(zhuǎn)移到紡絲設(shè)備料罐中真空脫氣；在氮氣壓力下，通過紡絲模具將紡絲漿料擠入凝膠水浴中固化，得到中空纖維形態(tài)的分子篩前體，再燒結(jié)、活化，即得到中空纖維形態(tài)的分子篩材料。由本發(fā)明方法制備的中空纖維分子篩作為吸附劑具有傳質(zhì)阻力小、吸附效率高、使用方便等優(yōu)點，應(yīng)用于氣體的變壓吸附分離，可以大大提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。
文檔編號B01J20/18GK102350304SQ201110333920
公開日2012年2月15日 申請日期2011年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月28日
發(fā)明者周慶慶, 張濤濤, 王晨, 王鵬, 祖利娟, 譚小耀, 陳宗蓬 申請人:上海偲達弗材料科技有限公司