本發(fā)明涉及分子篩，尤其涉及一種分子篩高分子聚合物復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、在揮發(fā)性有機(jī)物（vocs）是指熔點(diǎn)低于室溫、沸點(diǎn)在50-260℃之間的揮發(fā)性有機(jī)化合物的總稱，廣泛分布在空氣、土壤、水體中，其種類復(fù)雜，嚴(yán)重危害人體的神經(jīng)及免疫系統(tǒng)，造成呼吸道感染、神經(jīng)錯(cuò)亂等問(wèn)題，還可能致癌、致畸、致突變。此外大部分vocs會(huì)形成二次污染，形成光化學(xué)煙霧等，嚴(yán)重破壞環(huán)境質(zhì)量及人體健康。目前vocs的控制方法有很多，包括吸附法、吸收法、催化法、生物法等，其中吸附法操作簡(jiǎn)單，成本較低，凈化效率高等特點(diǎn)，成為了應(yīng)用較廣泛的處理方法之一。吸附劑的選擇對(duì)于吸附性能至關(guān)重要。

2、具有獨(dú)特孔道結(jié)構(gòu)、高比表面積的分子篩是吸附vocs的理想材料。但其表面親水性導(dǎo)致濕度環(huán)境中對(duì)vocs的吸附性能下降。優(yōu)化材料孔隙結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)分子篩表面疏水性，是提高分子篩對(duì)含濕vocs氣體吸附性能的關(guān)鍵。但多數(shù)疏水改性以犧牲吸附量來(lái)提高疏水性，并且增加了擴(kuò)散阻力；此外，部分疏水改性效果并不明顯，水蒸氣與vocs的競(jìng)爭(zhēng)吸附較嚴(yán)重?？梢姡嵘肿雍Y對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物（vocs）的吸附能力迫在眉睫。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種分子篩高分子聚合物復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用，本發(fā)明獲得的分子篩具有較好的疏水性的基礎(chǔ)上，對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物有較好的吸附能力。

2、本發(fā)明提供了一種分子篩高分子聚合物復(fù)合材料，所述復(fù)合材料中三甲基氯硅烷作為橋梁連接分子篩和高分子聚合物，高分子聚合物包覆在分子篩表面。

3、進(jìn)一步的，所述高分子聚合物包括聚醚嵌段聚酰胺、聚醚砜中的一種或多種。

4、進(jìn)一步的，所述聚醚嵌段聚酰胺為重均分子量為2000-20000的聚醚嵌段聚酰胺。

5、進(jìn)一步的，所述聚醚砜為重均分子量為2000-15000的聚醚砜。

6、進(jìn)一步的，所述高分子聚合物為聚醚嵌段聚酰胺。

7、本發(fā)明還提供了所述分子篩高分子聚合物復(fù)合材料的制備方法，所述制備方法包括：

8、將分子篩分散于有機(jī)溶劑中，然后加入三甲基氯硅烷，獲得混合溶液，加入含有高分子聚合物的溶液，反應(yīng)，固液分離，洗滌，除雜，將除雜后的固體物質(zhì)進(jìn)行干燥，獲得復(fù)合材料。

9、進(jìn)一步的，所述高分子聚合物包括聚醚嵌段聚酰胺、聚醚砜中的一種或多種。

10、進(jìn)一步的，所述分子篩在有機(jī)溶劑中的質(zhì)量濃度為0.0125g/ml-0.0625g/ml。

11、進(jìn)一步的，以質(zhì)量計(jì)，所述分子篩和三甲基氯硅烷的質(zhì)量比為(5-25):1。

12、進(jìn)一步的，以體積計(jì)，混合溶液與含有高分子聚合物的溶液的比為(1-2):(1-3)。

13、進(jìn)一步的，以質(zhì)量計(jì)，所述分子篩與高分子聚合物的比為(1-5):1。

14、進(jìn)一步的，以質(zhì)量計(jì)，所述分子篩與高分子聚合物的比為5:1。

15、進(jìn)一步的，所述有機(jī)溶劑包括甲醇、乙醇、n-甲基吡咯烷酮、n,n-二甲基甲酰胺中的一種或多種。

16、進(jìn)一步的，所述反應(yīng)的溫度為60℃-120℃，反應(yīng)的時(shí)間為3h-24h。

17、進(jìn)一步的，所述含有高分子聚合物的溶液的制備方法包括：將高分子聚合物分散在有機(jī)溶劑中。

18、進(jìn)一步的，所述有機(jī)溶劑包括甲醇、乙醇、n-甲基吡咯烷酮、n,n-二甲基甲酰胺中的一種或多種。

19、本領(lǐng)域技術(shù)人員為了促進(jìn)高分子聚合物在混合溶液中能分散充分，因此可以在80℃-100℃下回流攪拌15min-40min。

20、進(jìn)一步的，所述洗滌的方法采用無(wú)水乙醇至少洗滌三次。

21、進(jìn)一步的，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，除雜的目的是將反應(yīng)結(jié)束后，目標(biāo)物固體以外留在孔隙中的溶劑及未反應(yīng)的分子物質(zhì)去除。作為一種示例，采用索氏提取的方法，本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整除雜的方法，只要能達(dá)到本發(fā)明除雜目的即可。

22、進(jìn)一步的，所述干燥的溫度60°c-80°c，干燥的時(shí)間12h-18h。

23、本發(fā)明還提供了分子篩高分子聚合物復(fù)合材料在吸附揮發(fā)性有機(jī)物中的應(yīng)用。

24、進(jìn)一步的，所述揮發(fā)性有機(jī)物包括酮類揮發(fā)性有機(jī)物、苯系揮發(fā)性有機(jī)物中的一種或多種。

25、本發(fā)明實(shí)施例具有以下技術(shù)效果：

26、1.本發(fā)明獲得復(fù)合材料中，與分子篩連接的三甲基氯硅烷提升了分子篩的疏水性的基礎(chǔ)上，減少水對(duì)分子篩的影響，有利于分子篩的對(duì)有機(jī)揮發(fā)性物質(zhì)的吸附能力；在此基礎(chǔ)上，三甲基氯硅烷作為連接橋梁，連接了分子篩和高分子聚合物，高分子聚合物能提升分子篩對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物的吸附擴(kuò)散能力，而三甲基氯硅烷不僅有利于高分子聚合物在分子篩表面均勻包覆，提升高分子聚合物對(duì)分子篩的改善效果，從而有利于捕獲更多的揮發(fā)性有機(jī)物。

27、2.在本發(fā)明中，采用的高分子聚合物含有的醚基、酰胺等有機(jī)基團(tuán)可與苯系揮發(fā)性有機(jī)物的π鍵產(chǎn)生相互作用，有利于揮發(fā)性有機(jī)物的吸附。

技術(shù)特征：

1.一種分子篩高分子聚合物復(fù)合材料，其特征在于，所述復(fù)合材料中三甲基氯硅烷作為橋梁連接分子篩和高分子聚合物，高分子聚合物包覆在分子篩表面；

2.權(quán)利要求1所述的分子篩高分子聚合物復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述高分子聚合物包括聚醚嵌段聚酰胺、聚醚砜中的一種或多種。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述分子篩在有機(jī)溶劑中的質(zhì)量濃度為0.0125g/ml-0.0625g/ml；

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，以質(zhì)量計(jì)，所述分子篩與高分子聚合物的比為(1-5):1。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述反應(yīng)的溫度為60-120℃，反應(yīng)的時(shí)間為3-24h。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)溶劑包括甲醇、乙醇、n-甲基吡咯烷酮、n,n-二甲基甲酰胺中的一種或多種。

8.權(quán)利要求1任一項(xiàng)所述的復(fù)合材料或權(quán)利要求2-7任一項(xiàng)所述的制備方法獲得的復(fù)合材料在吸附揮發(fā)性有機(jī)物中的應(yīng)用。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的應(yīng)用，其特征在于，所述揮發(fā)性有機(jī)物包括酮類揮發(fā)性有機(jī)物、苯系揮發(fā)性有機(jī)物中的一種或多種。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及分子篩技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種分子篩高分子聚合物復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用，所述復(fù)合材料中三甲基氯硅烷作為橋梁連接分子篩和高分子聚合物，高分子聚合物包覆在分子篩表面。本發(fā)明獲得的分子篩具有較好的疏水性的基礎(chǔ)上，對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物有較好的吸附能力。

技術(shù)研發(fā)人員：呂雙春,么欣,劉佳寶,趙玲
受保護(hù)的技術(shù)使用者：內(nèi)蒙古大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6