[發明專利]一種催化劑、制備方法及其在吸收VOCS的應用

在審

• 申請號: 201710375781.6
• 申請日: 2017-05-25
• 公開（公告）號: CN107224988A
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發明（設計）人: 莫招育;陳志明;毛敬英;李宏姣;黃炯麗;張達標;楊俊超
• 申請（專利權）人: 廣西壯族自治區環境保護科學研究院
• 主分類號: B01J27/135
• 分類號: B01J27/135;B01J20/20;B01D53/84;B01D53/86;C12N1/20;C12N1/14;C12R1/01;C12R1/07;C12R1/20;C12R1/785;C12R1/365;C12R1/79;C12R1/645
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【技術領域】

本發明屬于VOCs治理技術領域，特別涉及一種催化劑、制備方法及其在吸收VOCS的應用。

【背景技術】

揮發性有機物，英文名稱為volatile organic compounds，簡寫為VOCs，在我國是指常溫下飽和蒸汽壓大于70Pa、常壓下沸點在260℃以下的有機化合物，或在20℃條件下蒸汽壓大于或等于10Pa具有相應揮發性的全部有機化合物。最常見的VOCs有苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、三氯乙烯、三氯甲烷、三氯乙烷、二異氰酸酯等。

VOCs屬于大氣污染物，以空氣為傳播介質，通過呼吸系統和皮膚對人體產生毒害作用。目前治理VOCs的主要方法有物理法、化學法和生物法。其中，物理法是不改變VOCs的化學性質，只是用一種物質將其氣味遮蔽和稀釋，或將其從氣相轉移到液相或固相中，常用的治理方法有掩蔽法、稀釋法和吸收法；化學法是通過化學反應改變VOCs的化學結構，使其轉變為無刺激性或低刺激性物質，常用方法有燃燒法、催化氧化法和酸堿液洗滌法；物理法和化學法的缺點在于所用設備多且工藝復雜，二次污染后再生困難，后續處理過程復雜、能耗高等問題。生物法則是利用微生物的新陳代謝作用，將VOCs分解氧化為CO₂、H₂O等無機物達到凈化目的。目前常用的生物處理工藝有生物過濾池和生物滴濾池。

在生物法處理VOCs過程中，選擇的微生物菌種是影響處理效果的關鍵因素之一。現有技術一般采用污水處理廠的活性污泥作為菌種，該菌種對含VOCs廢氣的處理效率較低，仍需進一步提高。

【發明內容】

本發明提供一種催化劑、制備方法及其在吸收VOCS的應用，以解決現有技術一般采用污水處理廠的活性污泥作為菌種，該菌種對含VOCs廢氣的處理效率較低的問題。

為解決以上技術問題，本發明提供以下技術方案：

一種催化劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)將粒徑大小為0.03-0.2cm的沸石放在去離子水中浸泡0.7-1h，取出后放入6％-10％的硫酸溶液中加熱煮沸0.4-0.8h，再用去離子水洗滌，直至pH為6.8-7.2，置于烘箱中于85-88℃下干燥1.5-1.8h，冷卻備用；

(2)將18-30mL四溴化錫溶液以1滴/s的速度滴加到3-3.5倍無水乙醇中，在滴加過程中以轉速為300-500r/min攪拌，配制成A液；取質量濃度為0.2％-0.6％的鈀鹽溶液2-4mL，以1-2滴/s的速度滴加到5-12mL無水乙醇中配制成B液，溶液pH值調節為1.2-2.4；在轉速為350-450r/min，溫度為42-46℃條件下，以1滴/2-4秒的速度將B液緩慢滴加到A液中，控制溫度為42-46℃，在避光下以轉速200-300r/min繼續攪拌6-8h，于空氣中靜置，直至溶液粘度為4.2-5.8mPa·s，制得溶膠；

(3)將步驟2中制得的溶膠裝入噴槍中，在4-10Kg/cm²壓縮空氣的帶動下，以2-4mm/s的移動速度均勻地噴射在沸石的表面，噴槍與沸石之間的距離為18-22cm；然后置靜置于溫度為38-42℃下3-5h，使其形成一層均勻的凝膠薄膜；移入烘箱中于55-62℃干燥1.2-1.8h，冷卻至室溫后，于馬福爐中，在溫度為520-550℃焙燒2-2.5h，制得催化劑。

所述的催化劑在吸收VOCs的應用。

進一步地，所述催化劑使用于過濾材料中，所述過濾材料包括活性炭、合成吸附劑、催化劑。

進一步地，所述活性炭、合成吸附劑、催化劑的質量比為18-35:2-4:1。

進一步地，所述合成吸附劑的制備方法，包括以下步驟：

(a)采用X射線熒光光譜分析法分析高爐渣中的元素含量，并通過元素含量計算Mg/(Mn+Si)比為0.05-0.09，Mn/(Mn+Si)比為0.187-0.213；

(b)調節高爐渣Mg/(Mn+Si)比和Mn/(Mn+Si)比，于1g高爐渣中加入MgO和SiO₂調節Mg/(Mn+Si)比和Mn/(Mn+Si)比分別至0.83-0.85和0.142-0.148，制得混合物A；

(c)向步驟b制得的混合物A中加入32-35mL去離子水，于微波功率為100-150W，溫度為30-35℃，轉速為200-300r/min下攪拌12-15min，制得混合物B；