本发明涉及分子筛，具体而言，涉及一种vocs吸附剂及其制备方法。
背景技术：
1、分子筛是一种硅铝酸盐，具有孔径大小均一、晶体结构规整、孔道体系丰富、比表面积较大、以及热稳定性好等特点。因此，被认为是烯烃中脱除含氧化合物等时优先选择的吸附剂材料。其中fau型(x、y型)分子筛的孔径约为0.74纳米。特别是x型分子筛在脱除烯烃中的含氧化合物杂质方面表现出较好的效果，并且在工业实践中也得到了广泛应用。
2、13x分子筛具有均匀有序的微孔结构，使其能够实现精准的分子筛选。微孔的大小和形状可以高度特异性地吸附特定大小和形状的分子，而排除其他分子，这在化学工业中的分离和纯化过程中具有非常重要的价值。其次，大的比表面积提供了更多的活性吸附位点，增加了13x分子筛的吸附能力。这意味着在相同的物理体积内，13x分子筛能够吸附更多的物质，从而提高了处理速率和效率。这一特性在液体或气体净化、催化剂载体以及存储介质等领域尤为重要。
3、因此，13x分子筛具有均匀有序的微孔、大的比表面积和大的孔容量等特性，不仅在传统的化工、石油和天然气处理领域内展现出巨大潜力，也在环境保护、清洁能源、生命科学等新兴领域中展示了广阔的应用前景。例如，在工业废气处理中，13x分子筛可以有效地去除有害气体和挥发性有机化合物(vocs)；在药品和细化化学品生产中，可用于提高产品的纯度和产率。
4、随着工业化的加剧，空气中的vocs排放量不断增加，对人体健康和环境造成严重威胁。常用的vocs去除技术包括吸附法、催化燃烧法等。其中，吸附法因操作简便、成本低廉而被广泛应用。13x分子筛因其良好的热稳定性和较大的孔径，成为vocs去除的优选吸附剂。然而，传统的13x分子筛制备成本较高，并且其在vocs的吸附效率上仍有提升空间。
技术实现思路
1、本发明的主要目的在于提供一种vocs吸附剂及其制备方法，以解决现有技术中vocs吸附剂的成本较高、吸附效率较低的问题。
2、为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种vocs吸附剂的制备方法，包括以下步骤：步骤s1，以废催化剂为原料制备13x分子筛；步骤s2，将13x分子筛浸泡在铈盐溶液中，进行离子交换反应，干燥后得到铈掺杂分子筛；步骤s3，将铈掺杂分子筛浸泡在碱水溶液中，然后进行第一煅烧，得到扩孔分子筛；步骤s4，将扩孔分子筛浸泡在硅烷的醇溶液中，然后进行第二煅烧，得到vocs吸附剂；其中，废催化剂包括废z-5分子筛催化剂、废mto催化剂、废分子筛吸附剂、粉煤灰、废fcc催化剂和废voc吸附剂的一种或多种。
3、进一步地，铈盐溶液包括硝酸铈溶液和/或硫酸铈溶液，摩尔浓度为0.4～0.6mol/l；和/或碱水溶液包括氢氧化钠水溶液和/或氢氧化钾水溶液，摩尔浓度为1.5～2.5mol/l；和/或硅烷的醇溶液中，硅烷和醇的体积比为1:(8.5～9.5)；优选地，硅烷包括三甲基硅烷、乙基三乙氧基硅烷和三异丙基硅烷的一种或多种，醇包括甲醇、乙醇和异丙醇的一种或多种。
4、进一步地，步骤s2的离子交换时间为22～26小时；和/或步骤s3的浸泡时间为1.5～2.5小时；和/或步骤s4的浸泡时间为10～14小时。
5、进一步地，干燥的条件为：在100～120℃干燥10～14小时；和/或第一煅烧的条件为：在450～550℃煅烧3～5小时；和/或第二煅烧的条件为：在550～650℃煅烧2～4小时。
6、进一步地，步骤s1中，将废催化剂进行溶铝、溶硅处理，得到富硅液和富铝液，将富硅液和富铝液混合得到凝胶状母液；在凝胶状母液中加入占凝胶状母液5～20wt％的晶种，然后依次进行陈化处理和晶化处理，干燥后得到13x分子筛。
7、进一步地，溶铝包括：将废催化剂与naco3混合，在550～800℃下焙烧60～120min，然后用质量浓度为10～35％的一元酸对焙烧产物进行溶解，过滤，得到富铝液和溶铝滤渣；优选地，废催化剂与naco3的质量比为1:(0.5～1:5)；和/或溶硅包括：将溶铝滤渣与naoh、h2o混合，过滤，得到富硅液；优选地，溶铝滤渣与naoh、h2o的质量比为(2～100):(40～60):(50～400)。
8、进一步地，陈化的条件为：在20～100℃陈化0.1～24h；和/或晶化的条件为：在60～105℃晶化0.1～36h。
9、进一步地，晶种使用以下方法制备：将硅源和水混合，得到含硅物料；将铝源和水混合，得到含铝物料；将含铝物料滴加至含硅物料中，在20～100℃搅拌0.1～24h，得到混合物凝胶；将混合物凝胶的ph值调节为8.5～12.5，在20～60℃晶化4～24h，然后在80～120℃晶化6～48h，得到晶种；优选地，硅源包括硅溶胶、正硅酸乙酯、粗孔硅胶、硅粉、粉煤灰和白炭黑的一种或多种；铝源包括铝酸钠、拟薄水铝石、硫酸铝和硝酸铝的一种或多种。
10、进一步地，凝胶状母液中各组分的摩尔比为：sio2/al2o3＝(0.5～6.0):1，na2o/sio2＝(0.5～6.0):1，h2o/sio2＝(10～100):1；和/或晶种中各组分的摩尔比为：sio2/al2o3＝(0.1～2.5):1，na2o/sio2＝(0.1～4.0):1，h2o/sio2＝(1.0～40.0):1；和/或13x分子筛的硅铝比为2.2～2.9，孔容为0.3～0.5cm3/g，比表面积为700～950m2/g。
11、根据本发明的另一方面，提供了一种vocs吸附剂，由本发明上述的制备方法得到。
12、应用本发明的技术方案，先利用废催化剂原料制备13x分子筛，然后再通过离子交换将铈离子引入到分子筛中，再经过碱处理和高温煅烧，对分子筛进行扩孔处理，最后通过硅烷化处理引入硅氧烷基团，在分子筛表面形成耐用的表面涂层。其中，引入的铈离子能有效增加分子筛的比表面积和孔体积，使吸附剂对vocs的吸附容量得到显著提高；铈离子的引入还促进了更多活性位点的形成，进一步增强了吸附性能。本发明方法制得的vocs吸附剂，能够有效利用废旧催化剂资源，制备成本低，并且具备优异的物化属性及环境适应性，适用于多领域环境保护应用，特别是工业排放和室内空气净化，为有效控制和降低vocs污染提供了一种高效、环保的解决方案。
1.一种vocs吸附剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的vocs吸附剂的制备方法，其特征在于，
3.根据权利要求1或2所述的vocs吸附剂的制备方法，其特征在于，
4.根据权利要求1至3中任一项所述的vocs吸附剂的制备方法，其特征在于，
5.根据权利要求1至4中任一项所述的vocs吸附剂的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，将所述废催化剂进行溶铝、溶硅处理，得到富硅液和富铝液，将所述富硅液和所述富铝液混合得到凝胶状母液；在所述凝胶状母液中加入占所述凝胶状母液5～20wt％的晶种，然后依次进行陈化处理和晶化处理，干燥后得到所述13x分子筛。
6.根据权利要求5所述的vocs吸附剂的制备方法，其特征在于，所述溶铝包括：将所述废催化剂与naco3混合，在550～800℃下焙烧60～120min，然后用质量浓度为10～35％的一元酸对焙烧产物进行溶解，过滤，得到富铝液和溶铝滤渣；优选地，所述废催化剂与naco3的质量比为1:(0.5～1:5)；和/或所述溶硅包括：将所述溶铝滤渣与naoh、h2o混合，过滤，得到富硅液；优选地，所述溶铝滤渣与naoh、h2o的质量比为(2～100):
7.根据权利要求5或6所述的vocs吸附剂的制备方法，其特征在于，所述陈化的条件为：在20～100℃陈化0.1～24h；和/或所述晶化的条件为：在60～105℃晶化0.1～36h。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的vocs吸附剂的制备方法，其特征在于，所述晶种使用以下方法制备：将硅源和水混合，得到含硅物料；将铝源和水混合，得到含铝物料；将所述含铝物料滴加至所述含硅物料中，在20～100℃搅拌0.1～24h，得到混合物凝胶；将所述混合物凝胶的ph值调节为8.5～12.5，在20～60℃晶化4～24h，然后在80～120℃晶化6～48h，得到所述晶种；
9.根据权利要求5至8中任一项所述的vocs吸附剂的制备方法，其特征在于，
10.一种vocs吸附剂，其特征在于，由权利要求1至9中任一项所述的制备方法得到。
