碱处理多级孔钛硅分子筛疏水吸附VOCs研究

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收稿日期：2024-04-20 修回日期：2024-06-11 刊出日期：2024-08-19

DOI:10.20078/j.eep.20240617

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摘要：在一段时间内我国能源结构仍将以燃煤为主,针对燃煤烟气中VOCs的治理,采用具有MFI拓扑结构的钛硅分子筛TS-1进行吸附减排。通过使用不同强度和性质的碱溶液(NaOH、NH_4OH、TPAOH)对其进行处理,构建了具有差异化多级孔结构的材料... 展开+

摘要：

在一段时间内我国能源结构仍将以燃煤为主,针对燃煤烟气中VOCs的治理,采用具有MFI拓扑结构的钛硅分子筛TS-1进行吸附减排。通过使用不同强度和性质的碱溶液(NaOH、NH_4OH、TPAOH)对其进行处理,构建了具有差异化多级孔结构的材料,并调控了分子筛中硅烷醇基团Si—OH(包括外表面孤立硅烷醇基团和内部缺陷位点羟基巢)的相对含量,以提高分子筛疏水吸附VOCs能力。通过XRD、BET、UV-vis、IR、SEM与TEM等手段考察了分子筛骨架结构、内部缺陷和其他性质的变化。研究结果显示,NaOH溶液会严重刻蚀分子筛骨架,导致有序孔道数量减少、缺陷含量增加,从而使吸附能力大幅下降;NH_4OH处理可以疏通分子筛孔道,去除无定形硅物种,提高吸附VOCs的性能,但疏水能力略微下降;而TPAOH处理过程中的“溶解-再结晶”效应导致大量有序骨架生成,微孔发达程度显著提高,分子筛内部缺陷得到修复,吸附VOCs的性能与疏水性能都明显提升,VOCs的吸附容量提高了50%,而静态水吸附容量降低了18%。

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作者：

张媛媛¹
于庆君^1,2
易红宏^1,2,*
赵顺征^1,2
高凤雨^1,2
武文静¹
孟逢时¹
唐晓龙^1,2,*

作者简介

作者简介：张媛媛(1994—),女,内蒙古呼和浩特人,博士研究生,主要研究方向为VOCs吸附与催化。E-mail:ustbzyy@163.com
通讯作者：易红宏(1976—),女,四川会理人,教授,主要研究方向为大气污染控制。E-mail:yhhtxl@163.com
唐晓龙(1977—),男,福建福州人,教授,主要研究方向为环境功能材料。E-mail:txiaolong@126.com

单位

1. 北京科技大学能源与环境工程学院, 北京 100083
2. 工业典型污染物资源化处理北京市重点实验室, 北京 100083

关键字

燃煤烟气
VOCs
疏水吸附
钛硅分子筛
碱处理

基金项目

国家重点研发计划资助项目(2023YFB3810800);国家自然科学基金联合基金项目重点支持资助项目(U20A20130)

引用格式

张媛媛, 于庆君, 易红宏, 等. 碱处理多级孔钛硅分子筛疏水吸附VOCs研究[J]. 能源环境保护, 2024, 38(4): 166-178.

ZHANG Yuanyuan, YU Qingjun, YI Honghong, et al. Study on hydrophobic adsorption of VOCs by alkali-treated hierarchical titanium silicalite zeolites[J]. Energy Environmental Protection, 2024, 38(4): 166-178.

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