SiC/Na-X复合分子筛吸附VOCs及微波脱附研究

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吸附再生法治理VOCs废气应用广泛,而微波再生技术较传统热脱附法更节能高效,针对适用于微波再生分子筛吸附材料的特性研究较少。为研究分子筛吸附VOCs及微波脱附的适用特性,本文采用K-A、Na-A、Ca-A、Ca-X、Na-X、Na-Y和Na-ZSM 5等不同结构的分子筛吸附苯、甲醇、正己烷等不同极性VOCs及微波再生,研究表明,分子筛孔径较大、VOCs极性较大时,分子筛吸附性能较好。不同骨架结构的X、Y、A、ZSM型分子筛微波脱附研究表明,铝氧四面体结构含量高的X型分子筛微波脱附能力较强;不同平衡阳离子的Na+、K+、Ca2+分子筛微波脱附研究表明,平衡阳离子价态低,半径小的Na+分子筛相对K+、Ca2+分子筛吸收微波能力较强。另外,结果表明VOCs的极性对微波脱附效率、脱附速率影响较小。为进一步提升分子筛材料的微波适用性,掺杂吸波材料SiC后制备SiC/分子筛复合材料,考察了SiC掺杂量为0、10%、20%、30%、40%时的分子筛复合材料的比表面积、孔结构及吸附容量曲线,研究表明,制得的分子筛的比表面积、孔径及其平衡吸附量均随着SiC掺杂量的增加而降低。本文采用SiC掺杂量为0、10%、20%的分子筛(标记Na-X、10SiC/Na-X、20S i C/Na-X)研究其吸附VOCs的微波脱附性能,通过考察其微波效率曲线及微波速率曲线等,研究表明,Na-X分子筛、10SiC/Na-X及20SiC/Na-X分子筛的脱附平衡时间分别为:12 min、10 min及6 min,脱附速率顺序为:Na-X<10SiC/Na-X<20SiC/Na-X,说明分子筛的吸波效果随着SiC掺杂量的增加而提升,所以说掺杂SiC可增强分子筛的吸波效果,进而加快了分子筛的微波脱附时间,提升分子筛的微波脱附速率。SiC/Na-X复合分子筛经5次循环吸附、微波脱附后的XRD谱图、晶胞参数及相对结晶度显示,分子筛微波脱附后结构性能稳定。
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