中空孔结构对W掺杂MFI分子筛丙酮吸附行为的研究

• 作者: 王旭 张乐瑶 张昊轩 演嘉辉 吴玉帅 吴冬 陈汇勇 马晓迅
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: VOCs 丙酮 吸附 W掺杂分子筛 中空结构 吸附动力学
• 年，卷（期）: 2022,（3）
• 所属期刊栏目: 分离工程
• 页码范围: 1194-1206
• 页数: 12页
• 分类号: TQ424.25
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20211439

摘要

吸附容量高、吸附速率快以及憎水性强是分子筛用于挥发性有机物(VOCs)高效吸附的主要性能指标。分别以纯硅(S-1)和W掺杂(WS-1)MFI分子筛为母体，通过一步水热脱硅/补钨后处理制备了具有全空腔(HWS-1_S)和多孔芯(HWS-1_W)的两种中空结构分子筛，并以典型的VOCs气体分子丙酮为探针，系统研究了中空结构形态对于分子筛吸附性能的影响。结果表明：HWS-1_S表面部分开孔，内部全空腔且与外部连通，相比于母体S-1，相对结晶度较低，微孔孔容减少；HWS-1_W表面开孔细微，内部出现不规则的大/中孔结构，相比母体WS-1，相对结晶度提高，微孔孔容增大。干气条件下，HWS-1_S与HWS-1_W相比母体S-1和WS-1对丙酮具有更快的吸附速率；HWS-1_S微孔孔容损失严重，导致吸附容量有限(27.4 mg·g-1)；HWS-1_W由于重结晶修复了部分结构缺陷，提高了丙酮吸附容量(51.2 mg·g-1）。通过吸附动力学拟合，HWS-1_S和HWS-1_W符合典型的孔扩散机理，对丙酮主要以物理吸附为主。湿气条件下，W掺杂可有效中和中空分子筛表面硅醇基团，在一定程度上提高了W掺杂中空分子筛抗水汽竞争吸附能力。