本发明属于挥发性有机物吸附气凝胶材料，具体涉及一种用于vocs吸附的多级孔结构气凝胶材料的制备方法。
背景技术：
1、挥发性有机物(voc)是大气污染物的主要来源之一，对人类的生活和健康造成了严重的伤害，甚至会引起中毒和致癌。吸附法是目前应用最广泛的vocs治理技术，具有设备简单、成本低、可回收等优点。
2、目前用于吸附的材料主要包括碳基吸附剂、含氧吸附剂、聚合物吸附剂等，这些吸附剂因制备简单而得到广泛应用，但均存在吸附容量小、易堵塞、选择性低且再生困难等问题。
3、气凝胶气凝胶是高度多孔、低密度的材料，其分散相由空气或气体组成这些材料具有广泛的应用潜力，由于具有较大的比表面积和较高的孔隙率等优点，尤其是其特殊的三维纳米网络和开孔结构，使得分子可以自由进出并在气凝胶中快速扩散/吸附/脱附,使得气凝胶有望成为一种优异的新型吸附分离材料。尽管气凝胶自1931年以来就已出现，并由kistler首次展示，但其商业化受到高能源成本和耗时的工艺(例如冷冻干燥或超临界干燥)的阻碍。在这方面，探索新的制备路线以大规模制备气凝胶具有重要的科学意义。
4、多级孔结构是指材料内部含有不同尺寸的孔结构，有利于提高材料的比表面积，孔之间的协同效应在实现更高性能方面发挥了重要作用。zif8是一种常见的mof材料，通过将mof材料与多级孔气凝胶材料结合，可以容易的控制或调节分级微/介孔性，使得分子的扩散和吸附行为更易进行，而且有利于提高气凝胶的力学性能和稳定性。
技术实现思路
1、为解决现有吸附剂存在的吸附容量小、易堵塞、选择性低且再生困难等技术问题，本发明提供一种用于vocs吸附的多级孔结构气凝胶材料的制备方法。本发明使用海藻酸钠与碳酸钙混合，利用冰模版法得到微米级大孔，利用碳酸钙作牺牲模版，得到纳米级小孔，同时利用溶解的ca2+交联，得到sa气凝胶，通过在气凝胶表面原位生长mof，制备sa-zif8多级孔气凝胶，提高对vocs的吸附性能。
2、本发明采用的技术方案是：
3、一种用于vocs吸附的多级孔结构气凝胶材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4、以sa-ca悬浮液、乙酸/丙酮混合溶液为原料，将两者混合后室温放置，并用纯水进行溶剂交换，得到多级孔sa气凝胶，25-65℃自然干燥，得到sa多级孔气凝胶；
5、将上述sa多级孔气凝胶中加入二水合乙酸锌溶液中处理，得到用于voc吸附的sa-zif8多级孔气凝胶。
6、优选的，所述sa-ca悬浮液的配置方法包括以下步骤：
7、在容器中加入水和海藻酸钠，将其在超声匀质分散机中分散，然后加入碳酸钙粒子，在室温下用搅拌器搅拌，得到sa-ca悬浮液。
8、优选的，所述乙酸/丙酮混合溶液中乙酸与丙酮的体积比1:1-100，所述乙酸/丙酮混合溶液的用量为(1-10ml)/(cm3气凝胶)。
9、优选的，所述sa-ca悬浮液倒入直径2cm、高度5cm的圆柱形模板中，冰箱冷冻24h。
10、优选的，sa多级孔气凝胶中加入二水合乙酸锌溶液中在零下50至25℃浸泡，浸泡时间为1-24h，再在水中处理1h。
11、优选的，所述二水合乙酸锌的用量为10-200mm。
12、优选的，所述海藻酸钠的浓度为0.2-5wt％。
13、优选的，所述海藻酸钠与碳酸钙的质量比为1：0.01-1。
14、优选的，所述碳酸钙粒子的粒径为50-10000nm。
15、与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：
16、1、单独的利用冰模版得到的海藻酸钠气凝胶只能依靠本身的极性活性基团以及范德华力对vocs气体进行吸附，因此面临着吸附强度不高，对于非极性分子吸附相互作用不强的问题，另外气凝胶本身的孔径也较大，能够吸附vocs气体的量也比较少。而本发明利用碳酸钙作牺牲模版的同时，得到了纳米级小孔，同时溶解的ca2+与海藻酸钠形成物理交联，增强气凝胶的稳定性，多级孔结构气凝胶具有更大的比表面积，提高了对voc的处理能力。
17、2、本发明利用海藻酸钠上剩余的cooh，原位生长zif8mof材料，增加vocs吸附量，提高vocs处理能力。
1.一种用于vocs吸附的多级孔结构气凝胶材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种用于vocs吸附的多级孔结构气凝胶材料的制备方法，其特征在于，所述sa-ca悬浮液的配置方法包括以下步骤：
3.如权利要求1所述的一种用于vocs吸附的多级孔结构气凝胶材料的制备方法，其特征在于，所述乙酸/丙酮混合溶液中乙酸与丙酮的体积比1:1-100，所述乙酸/丙酮混合溶液的用量为(1-10ml)/(cm3气凝胶)。
4.如权利要求1所述的一种用于vocs吸附的多级孔结构气凝胶材料的制备方法，其特征在于，所述sa-ca悬浮液倒入直径2cm、高度5cm的圆柱形模板中，冰箱冷冻24h。
5.如权利要求1所述的一种用于vocs吸附的多级孔结构气凝胶材料的制备方法，其特征在于，sa多级孔气凝胶中加入二水合乙酸锌溶液中在零下50至25℃浸泡，浸泡时间为1-24h，再在水中处理1h。
6.根据权利要求1所述的用于vocs吸附的多级孔结构气凝胶材料的制备方法，其特征在于，所述二水合乙酸锌的用量为10-200mm。
7.如权利要求2所述的一种用于vocs吸附的多级孔结构气凝胶材料的制备方法，其特征在于，所述海藻酸钠的浓度为0.2-5wt％。
8.如权利要求2所述的一种用于vocs吸附的多级孔结构气凝胶材料的制备方法，其特征在于，所述海藻酸钠与碳酸钙的质量比为1：0.01-1。
9.如权利要求2所述的一种用于vocs吸附的多级孔结构气凝胶材料的制备方法，其特征在于，所述碳酸钙粒子的粒径为50-10000nm。
