一种用于含氟苯废气的过滤材料及其制备方法与流程

1.本发明属于过滤分离材料技术领域，涉及一种用于含氟苯废气的过滤材料及其制备方法。


背景技术：

2.目前，工业源排放是我国挥发性有机化合物（volatile organic compounds，vocs）的主要来源石油化工、医药化工、生物化工精细化工等众多行业容易产生成分复杂且含量较高的vocs。在集中排放的化工园区内，由于成分复杂、管控技术不完善、整治措施不到位等因素，更容易引起vocs富集，造成周边环境的污染。医化园区废气中挥发性有机物污染存在着含量较高的芳香烃、卤代烃、酯类、酮类等化合物，特别是存在园区特征的氟苯类和噻吩类化合物。
3.cn104492163b公开了一种工业废气过滤材料及其制造方法，该过滤材料包括：最底层的基层，基层往上依次设立有网状过滤层、超细纤维层和薄膜层b；通过上述方式，该发明能够全面地去除工业废气中的有害物质，将废气中的有害物质降低到最低程度，不仅保护了自然环境，还使得废气中的热量能够更充分地被利用，节约了资源。cn103316585b公开了一种纳米化矿物材料净化气体中有机污染物的方法，制备粒径在0.5~10mm范围内并具有纳米孔结构的铁氧化物、铁硫化物颗粒状材料，把颗粒状材料用稀酸浸渍，然后装填在容器中构成滤层，含有挥发性有机污染物的废气与挥发的双氧水混合后渗透穿过纳米孔结构的铁矿物材料构成的过滤层，在过滤层中发生非均相芬顿氧化反应，彻底清除挥发性有机物。上述技术方案虽然均能实现对废气或有机废气的过滤分离，但对于含氟苯废气的过滤性能不佳。医化园区废气中挥发性有机物污染组分复杂，存在园区特征的氟苯类和噻吩类化合物，缺少合适的过滤材料针对含氟苯废气进行过滤和分离。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于实现含氟苯废气的过滤和分离，实现含氟苯废气的高分离效率。
5.基于上述目的，本技术通过提供一种用于含氟苯废气的过滤材料及其制备方法来解决该领域中的这种需要。本发明制备的过滤材料在对含氟苯废气具有高效过滤效率，能实现对含氟苯废气中其他成分对过滤效果的抑制作用，而且具有疏水性能，可显著降低湿度对过滤效果的影响。
6.一方面，本发明涉及一种用于含氟苯废气的过滤材料的制备方法，其包括：s1、将多巴胺加入到三羟甲基氨基甲烷中，制成浓度为2.0~5.0g/l的多巴胺混合液，加入亚微米氧化铝，室温500~600rpm搅拌12~24h；s2、加入聚醚砜膜，35~40℃恒温震荡4~6h后，加入氧化石墨烯，35~40℃恒温震荡24~48h，100~120℃烘干；s3、置于充满五氟苯蒸汽的密闭容器中，95~110℃反应8~10h，最后置于乙醇中，多
次超声静置，制得所述过滤材料。
7.进一步地，本发明提供的制备方法中，所述亚微米氧化铝的粒径为0.8μm。
8.进一步地，本发明提供的制备方法中，以g:ml计，所述亚微米氧化铝与所述多巴胺混合液的配比为1:16~30。
9.进一步地，本发明提供的制备方法中，以mg:ml计，所述聚醚砜膜与所述多巴胺混合液的配比为1:8~15。
10.进一步地，本发明提供的制备方法中，以g:ml计，所述氧化石墨烯与所述多巴胺混合液的配比为1:12~18。
11.进一步地，本发明提供的制备方法中，所述五氟苯蒸汽的浓度为1~3g/m3。
12.进一步地，本发明提供的制备方法中，所述多次为3~6次。
13.另一方面，本发明涉及一种用于含氟苯废气的过滤材料，其采用上述的方法制得。
14.另一方面，本发明涉及一种过滤含氟苯废气的装置，其包含上述的过滤材料。
15.本发明与现有技术相比具有以下有益效果或者优点：本发明利用多巴胺和亚微米氧化铝对聚醚砜膜进行表面改性，然后添加到含氧化石墨烯的溶液中，通过氟苯印记处理得到过滤材料，利用亚微米氧化铝的特性，结合多巴胺和氧化石墨烯表面基团特点，采用多次超声静置，一方面可以提高过滤材料的热稳定性、力学强度、孔隙尺寸稳定性，对含氟苯废气具有高效过滤效率，能实现对含氟苯废气中其他成分对过滤效果的抑制作用；另一方面提供了疏水性能，可显著降低湿度对过滤效果的影响。
附图说明
16.图1是不同五氟苯初始浓度下过滤材料对含五氟苯废气的去除率（%）。40%是对湿度为40%含五氟苯废气各组分的平均去除效果；80%是对湿度为40%含五氟苯废气各组分的平均去除效果。
具体实施方式
17.下面，结合实施例对本发明的技术方案进行说明，但是，本发明并不限于下述的实施例。
18.下述各实施例中实验方法和检测方法，如无特殊说明，均为常规方法；药剂和材料，如无特殊说明，均可在市场上购买得到；指标数据，如无特殊说明，均为常规测量方法。
实施例1
19.本实施例提供了一种用于含氟苯废气的过滤材料的制备。
20.（1）将多巴胺加入到三羟甲基氨基甲烷中，制成48ml浓度为2.0g/l的多巴胺混合液，加入3g亚微米氧化铝，室温500rpm搅拌12h；（2）加入6mg聚醚砜膜（完整的一片），35℃恒温震荡4h后，加入3g氧化石墨烯，35℃恒温震荡24h，100℃烘干；（3）置于充满1g/m3五氟苯蒸汽的密闭容器中，95℃反应8h，最后置于乙醇（不含水）中，4次超声静置，制得所述过滤材料。
实施例2
21.本实施例提供了一种用于含氟苯废气的过滤材料的制备。
22.（1）将多巴胺加入到三羟甲基氨基甲烷中，制成90ml浓度为4.0g/l的多巴胺混合液，加入5g亚微米氧化铝，室温550rpm搅拌18h；（2）加入10mg聚醚砜膜（完整的一片），35℃恒温震荡5h后，加入6g氧化石墨烯，35℃恒温震荡48h，120℃烘干；（3）置于充满2g/m3五氟苯蒸汽的密闭容器中，100℃反应9h，最后置于乙醇（不含水）中，5次超声静置，制得所述过滤材料。
实施例3
23.本实施例提供了一种用于含氟苯废气的过滤材料的制备。
24.（1）将多巴胺加入到三羟甲基氨基甲烷中，制成90ml浓度为5.0g/l的多巴胺混合液，加入3g亚微米氧化铝，室温600rpm搅拌24h；（2）加入6mg聚醚砜膜（完整的一片），40℃恒温震荡6h后，加入5g氧化石墨烯，40℃恒温震荡48h，120℃烘干；（3）置于充满3g/m3五氟苯蒸汽的密闭容器中，95℃反应8h，最后置于乙醇（不含水）中，6次超声静置，制得所述过滤材料。
对比例1
25.本对比例提供了一种过滤材料的制备。
26.本对比例制备方法同实施例2，区别在于，将亚微米氧化铝替换为普通煅烧氧化铝。
对比例2
27.本对比例提供了一种过滤材料的制备。
28.本对比例制备方法同实施例2，区别在于，置于乙醇（不含水）中，5次反复清洗，不进行超声。
对比例3
29.本对比例提供了一种过滤材料的制备。
30.制备方法参照cn103316585b。
实施例4
31.本实施例提供了上述过滤材料的性能测试试验。
32.将实施例1~3和对比例1~3制备得到的过滤材料封入过滤管中，过滤材料体积为50cm3，采用便携式气相色谱质谱仪（inficon，hapsiteer），配db-5色谱柱（15m
×
0.32mm
×
1.0μm）对vocs浓度进行检测。设置条件为：湿度为40%或80%，含五氟苯废气包含五氟苯、nox、so2、hcl，其余为空气，气体流速为5l/min，气体温度设置为220℃，工作3h后试验结果如表1、表2和图1所示。
33.表1：湿度为40%的废气各组分浓度变化
34.表2：湿度为80%的废气各组分浓度变化
35.由表1、表2和图1可知，本发明提供的过滤材料对湿度为40%或80%的含五氟苯废气均具有较好的过滤和吸附效果。本发明提供的过滤材料对湿度为40%的含五氟苯废气的去除率达到了92.34~93.38%，对湿度为80%的含五氟苯废气的去除率达到了90.96~91.15%，显著高于对比例1~3。对比例3对湿度为40%的含五氟苯废气的去除率为88.12%，对湿度为80%的含五氟苯废气的去除率为69.74%，由此可见，本发明制备的过滤材料在对含氟苯废气具有高效过滤效率，能实现对含氟苯废气中其他成分对过滤效果的抑制作用，而且具有疏水性能，可显著降低湿度对过滤效果的影响。
36.如上所述，即可较好地实现本发明，上述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种改变和改进，均应落入本发明确定的保护范围内。

技术特征：
1.一种用于含氟苯废气的过滤材料的制备方法，其特征在于，包括：s1、将多巴胺加入到三羟甲基氨基甲烷中，制成浓度为2.0~5.0g/l的多巴胺混合液，加入亚微米氧化铝，室温500~600rpm搅拌12~24h；s2、加入聚醚砜膜，35~40℃恒温震荡4~6h后，加入氧化石墨烯，35~40℃恒温震荡24~48h，100~120℃烘干；s3、置于充满五氟苯蒸汽的密闭容器中，95~110℃反应8~10h，最后置于乙醇中，多次超声静置，制得所述过滤材料。2.根据权利要求1所述的用于含氟苯废气的过滤材料的制备方法，其特征在于，所述亚微米氧化铝的粒径为0.8μm。3.根据权利要求1所述的用于含氟苯废气的过滤材料的制备方法，其特征在于，以g:ml计，所述亚微米氧化铝与所述多巴胺混合液的配比为1:16~30。4.根据权利要求1所述的用于含氟苯废气的过滤材料的制备方法，其特征在于，以mg:ml计，所述聚醚砜膜与所述多巴胺混合液的配比为1:8~15。5.根据权利要求1所述的用于含氟苯废气的过滤材料的制备方法，其特征在于，以g:ml计，所述氧化石墨烯与所述多巴胺混合液的配比为1:12~18。6.根据权利要求1所述的用于含氟苯废气的过滤材料的制备方法，其特征在于，所述五氟苯蒸汽的浓度为1~3g/m3。7.根据权利要求1所述的用于含氟苯废气的过滤材料的制备方法，其特征在于，所述多次为3~6次。8.一种用于含氟苯废气的过滤材料，其特征在于，采用权利要求1~7任一项所述的用于含氟苯废气的过滤材料的制备方法制得。

技术总结
本发明属于过滤分离材料技术领域，涉及一种用于含氟苯废气的过滤材料及其制备方法。该过滤材料的制备方法包括：将多巴胺加入到三羟甲基氨基甲烷中，制成多巴胺混合液，加入亚微米氧化铝，室温搅拌；然后加入聚醚砜膜，35~40℃恒温震荡4~6h后，加入氧化石墨烯，35~40℃恒温震荡24~48h，100~120℃烘干；置于充满五氟苯蒸汽的密闭容器中，95~110℃反应8~10h，最后置于乙醇中，多次超声静置，制得所述过滤材料。本发明制备的过滤材料在对含氟苯废气具有高效过滤效率，能实现对含氟苯废气中其他成分对过滤效果的抑制作用，而且具有疏水性能，可显著降低湿度对过滤效果的影响。降低湿度对过滤效果的影响。降低湿度对过滤效果的影响。


技术研发人员：郭东前 邓宁 王鹏 狄萌 杨冰
受保护的技术使用者：西安金沃泰环保科技有限公司
技术研发日：2023.09.13
技术公布日：2023/10/20