[發(fā)明專利]一種處理揮發(fā)性有機(jī)物的光催化劑的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310520467.4
• 申請(qǐng)日: 2013-10-29
• 公開（公告）號(hào): CN103521218A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 苗靜;于海斌;孫彥民;滕厚開;李曉云;曾賢君;李世鵬;隋云樂;周鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)海洋石油總公司;中海油天津化工研究設(shè)計(jì)院;中海油能源發(fā)展股份有限公司
• 主分類號(hào): B01J23/34
• 分類號(hào): B01J23/34;B01J23/745;B01D53/86;B01D53/44
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及催化劑制造領(lǐng)域，旨在提供一種處理揮發(fā)性有機(jī)物的光催化劑的制備方法。本發(fā)明的催化劑主要用于揮發(fā)性有機(jī)物中的氣體污染物。

發(fā)明背景：

揮發(fā)性有機(jī)物(Volatile?Organic?Compounds，簡(jiǎn)稱VOCs)，是常壓下沸點(diǎn)在50～260℃之間的有機(jī)化合物。VOCs種類繁多(包括芳香烴類、酯類、醛類和酚類等)，來源廣泛，石油加工、化工等各種工業(yè)生產(chǎn)及儲(chǔ)運(yùn)過程，高校、研究所、檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室中各種化學(xué)試劑和藥品的放置和使用過程，以及樣品的揮發(fā)物、分析過程中間產(chǎn)物的泄漏及排空等，都會(huì)產(chǎn)生VOCs廢氣。許多VOCs具有神經(jīng)毒性、腎臟和肝臟毒性，甚至具有致癌作用，能損害血液成分和心血管系統(tǒng)，引起胃腸道紊亂，誘發(fā)免疫系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)及造血系統(tǒng)疾病，造成代謝缺陷。VOCs廢氣嚴(yán)重地污染環(huán)境，危害人類健康。因此，設(shè)法控制和治理其污染顯得十分重要和迫切。

傳統(tǒng)的VOCs污染治理技術(shù)主要包括物理方法和化學(xué)方法。物理方法通過運(yùn)用凈化設(shè)備，采用吸收、分離等物理手段除去VOCs有機(jī)污染物，常用的物理方法有：吸附法、冷凝法、膜分離技術(shù)等。這些方法需要消耗大量能源，設(shè)備復(fù)雜，成本昂貴，收集回來的油脂及烴類物質(zhì)易成為二次污染物。化學(xué)方法有低溫等離子體、光催化氧化、生物處理等。其中，光催化氧化法技術(shù)在常溫、常壓下就能將廢氣中的有機(jī)物降解為CO₂、H₂O等無機(jī)物，具有去除效率高、安全可控、反應(yīng)條件溫和、成本低等優(yōu)點(diǎn)，是目前最經(jīng)濟(jì)、最具有開發(fā)前景的污染治理技術(shù)。

作為光催化劑的物質(zhì)主要是半導(dǎo)體氧化物，如TiO₂，WO₃，MgO，F(xiàn)e₂O₃，ZnO和CdS等，其中TiO₂由于化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、抗光腐蝕能力強(qiáng)、成本低、無毒和光催化活性高等優(yōu)點(diǎn)最具應(yīng)用前景。其中，粒徑為300nm，表面積為50m²/g且銳鈦礦型占70%的P25型納米二氧化鈦已經(jīng)廣泛應(yīng)用于實(shí)際的空氣凈化技術(shù)。但是相對(duì)吸附型材料而言，TiO₂光催化劑的吸附性能較差，而且空氣中的有機(jī)污染物濃度較低，很難有效富集到TiO₂表面，大大影響了TiO₂光催化劑的催化效率，不能實(shí)現(xiàn)低濃度揮發(fā)性有機(jī)物的有效降解脫除。因此適宜載體的選擇十分必要。蜂窩陶瓷具有阻力小，接觸均勻，不易破碎，拆卸方便，容易加工等特點(diǎn)，并且陶瓷蜂窩材料作為吸附中心可為TiO₂光催化劑提供高濃度反應(yīng)環(huán)境，加快催化劑傳質(zhì)速率，提高催化劑效率，抑制催化劑失活，解決催化劑分離難題。

中科院的專利[CN100551534C]公開了一種二氧化鈦/活性炭纖維光催化劑及其制備方法。該方法在氫氧化鈦乳液中加入稀硫酸溶液，攪拌均勻后超聲振蕩，制得酸化乳液；活性炭纖維經(jīng)過預(yù)處理后進(jìn)入上述酸化乳液中，烘干，焙燒，制成TiO₂/ACF光催化劑。該方法采用活性炭為載體，具有分離難、裝填復(fù)雜、放大困難等問題。

河北工業(yè)大學(xué)的專利[CN100383050C]公開了一種含稀土的電氣石/二氧化鈦復(fù)合溶膠的制備方法。該方法將鈦酸四丁酯、有機(jī)酸、電氣石、無水乙醇攪拌混合成懸浮液，再依次加入稀土、無水乙醇等，攪拌一定時(shí)間得到復(fù)合溶膠。該方法采用有機(jī)鈦源為原料，成本高，并且文中并未提及該復(fù)合溶膠的涂覆效果、涂層的牢固度等。

浙江大學(xué)的專利[CN100364662C]公開了一種稀土復(fù)合多孔氧化鋁負(fù)載Pd催化劑的制備方法。該方法待用溶膠浸涂法涂覆水合氧化鋁，制得水合氧化鋁/陶瓷蜂窩載體，然后在水合氧化鋁/陶瓷蜂窩載體上，依次負(fù)載鈰-鋯復(fù)合氧化物及金屬Pd活性組分，最終制得復(fù)合多孔氧化鋁負(fù)載Pd催化劑。該催化劑活性高、耐高溫活性好。但該催化劑使用貴金屬為活性組分，成本較高，且制備過程復(fù)雜，工業(yè)化放大困難。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種用于光催化氧化深度去除揮發(fā)性有機(jī)物中氣體污染物的催化劑的制備方法。該催化劑制備過程簡(jiǎn)單，成本低廉，催化活性高，性能穩(wěn)定，裝卸簡(jiǎn)單，處理后的揮發(fā)性有機(jī)物能夠達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

本發(fā)明為一種用于處理揮發(fā)性有機(jī)物的光催化劑的制備方法，其特征在于：

以二氧化鈦為主活性組分，添加過渡金屬為助劑，采用常溫噴涂工藝，負(fù)載在金屬或陶瓷蜂窩載體上；

包括如下步驟：