2018年1月16日，我在铂锐催化里写过“低浓度VOCs吸附浓缩材料-活性炭和分子筛”一文，详细介绍了活性炭和分子筛。但是最近，经常有人询问我关于VOCs分子筛吸附材料，经过仔细了解后，发现他们说是13X分子筛，价格大约是ZSM-5高硅分子筛和全硅分子筛的1/4。还听说很多环保公司就是用13X分子筛作为VOCs吸附材料的。记得在1983年开始工作时，就知道13X分子筛是用作吸附水和二氧化碳材料。当时，我用13X分子筛作为色谱柱分离空气中氧气和氮气的。为此我查阅了13X分子筛相关资料，整理成文。
一、13X分子筛
13X型分子筛，也叫钠X型分子筛，是碱金属硅铝酸盐，具有一定的碱性，属于一类固体碱，其化学式为Na2O·A12O3·2.45SiO2·6.0H2O，其孔径10A，吸附大于3.64A小于10A 任何分子。
二、13x分子筛的用途
13X分子筛主要用作催化剂，催化剂载体及其吸附材料。作为吸附材料，主要用于吸附水和二氧化碳，用于空分脱水，和气体的干燥，也可以吸附其他气体分子。也用于水体中金属离子，有机物的吸附。
与13X分子筛相关的还有一个材料是13X-APG，13X-APG其实是13X分子筛的改性材料，为空气分离专用分子筛，是为满足深冷空分行业的特殊要求，进一步提高分子筛对二氧化碳和水的吸附能力，避免空分精馏过程中出现冻塔现象而生产的专用分子筛，产品适用于各种大小的深冷空气分离装置。
三、13X分子筛的质量指标
13X分子筛的商业指标如下：
化学式为：Na2O·Al2O3·(2.8±0.2)SiO2·(6-7)H2O
硅铝比：SiO2/Al2O3≈2.6-3.0
主要技术指标:
四、13x分子筛吸附材料能用于VOCs浓缩吗？
由于13x分子筛的硅铝比：SiO2/Al2O3≈2.6-3.0，硅铝比较低，也就决定了13x分子筛具有很大的亲水性，很容易吸附吸附气体中的水和二氧化碳。
如空气中的二氧化碳含量大约0.04%，相当于每立方米空气中含二氧化碳0.8g。此外必须考虑到空气中含有大量的水汽，下表是温度、相对湿度与立方米空气含水量(克)的对照表。
如果在25oC，相对湿度70%条件下，一立方米空气中含有水16g，加上0.8g二氧化碳，共计16.8g。那么如果10000m3/h，每小时的水和二氧化碳的质量为168kg。差不多一吨13X分子筛的饱和吸附量。吸附的168kg水和二氧化碳，全部脱附（按照水来计算），至少需要耗电126度。
因此，用13X分子筛来吸附VOCs，最主要的问题是13X分子筛具有很强的吸附水和二氧化碳的能力，而低浓度VOCs气体中含有大量的水汽和二氧化碳。水和二氧化碳的竞争吸附，影响13X分子筛对VOCs的吸附。而13X分子筛吸附的大量水和二氧化碳，将大大增加脱附时的能量消耗。提醒使用13X分子筛作为吸附材料吸附VOCs时要充分考虑这个问题。
用13X分子筛吸附VOCs的相关研究论文很少，能查到的中文文章也没有几篇，其中代表性的文章是“改性13X 沸石蜂窝转轮对甲苯的吸附性能研究” （环境科学，2013，34：4684），认为改性的，高硅铝比的13X分子筛有较高的吸附甲苯的性能。
转载自：谷腾环保网 发布于：5月31日