[發(fā)明專(zhuān)利]一種適用于低溫等離子處理有機(jī)廢氣的催化劑的制備及其應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811172335.6
• 申請(qǐng)日: 2018-10-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109395765A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐炎華;張瀟;李溪;劉志英
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B01J29/04
• 分類(lèi)號(hào): B01J29/04;B01D53/32;B01D53/86;B01D53/72;B01D53/54;B01D53/44
• 代理公司: 南京思拓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32288
• 代理人: 呂鵬濤

本發(fā)明屬于催化劑領(lǐng)域，涉及一種適用于低溫等離子處理有機(jī)廢氣的催化劑的制備及其應(yīng)用。通過(guò)浸漬法制備催化劑。將過(guò)渡金屬銀和錳與SBA?15分子篩按一定比例混合攪拌、超聲振動(dòng)、靜置、干燥、焙燒、冷卻后制得催化劑。本發(fā)明制得催化劑可大幅提高降解VOC效率、抑制有害副產(chǎn)物的產(chǎn)生，能夠進(jìn)一步改進(jìn)低溫等離子體處理有機(jī)廢氣存在的能量利用率低，處理效果差的缺點(diǎn)，同時(shí)降低能耗，減少二次污染。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于催化劑領(lǐng)域，涉及一種適用于低溫等離子處理有機(jī)廢氣的催化劑的制備及其應(yīng)用。

技術(shù)背景

近年來(lái)，大范圍的空氣質(zhì)量不達(dá)標(biāo)情況在全國(guó)范圍內(nèi)廣泛出現(xiàn)，其中揮發(fā)性有機(jī)污染物(VOCs)是目前大氣區(qū)域復(fù)合污染的重要前提物之一。由于其來(lái)源廣泛、排放量大及排放行業(yè)相對(duì)分散等特點(diǎn)，排放后主要以氣體狀態(tài)或附著于顆粒物上而存在于空氣中且直接或間接地危害人體健康，可隨氣流擴(kuò)散進(jìn)一步擴(kuò)大污染范圍。因此，對(duì)VOCs的控制已成為治理當(dāng)前大氣區(qū)域復(fù)合污染的一項(xiàng)重要工作。

揮發(fā)性有機(jī)物VOCs(volatile organic compounds)，是指常溫下，沸點(diǎn)50℃～260℃的各種有機(jī)化合物。按其化學(xué)結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)一步分為：烷類(lèi)、芳烴類(lèi)、酯類(lèi)、醛類(lèi)和其他等。目前已鑒定出的有300多種。最常見(jiàn)的有苯、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(TDI)、二異氰甲苯酯等。

針對(duì)VOCs的治理，目前還主要依靠末端治理技術(shù)。由于排放VOCs的行業(yè)分散，濃度差異大，且含有大量微粒物質(zhì)，成分復(fù)雜，因此僅僅依靠單一技術(shù)難以達(dá)到治理效果，而等離子體降解技術(shù)越來(lái)越受重視。但等離子體單獨(dú)降解VOCs因選擇性低，且同時(shí)會(huì)產(chǎn)生一些有毒副產(chǎn)物而限制了它的實(shí)際應(yīng)用。催化劑由于具有較好的產(chǎn)物選擇性，同時(shí)可以降低反應(yīng)的活化能，從而達(dá)到節(jié)能的要求。因此，可以利用等離子體能在常溫常壓下進(jìn)行反應(yīng)和催化劑具有高選擇性的特點(diǎn)，將兩者的優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來(lái)，應(yīng)用于VOCs降解。

低溫等離子體協(xié)同催化降解VOCs具有操作設(shè)備簡(jiǎn)單、操作條件可在常溫常壓下進(jìn)行等優(yōu)點(diǎn)。將低溫等離子體技術(shù)與催化劑的應(yīng)用相結(jié)合，使得該技術(shù)具有CO₂選擇性高、生成副產(chǎn)物極少、降解效率高、反應(yīng)條件溫和等特點(diǎn)。

SBA-15是屬于介孔分子篩的一種，它的合成是近年來(lái)興起的又一項(xiàng)重要化工技術(shù)。SBA-15的合成過(guò)程：用中性表面活性劑P123(S0)，和中性無(wú)機(jī)硅物種(I0)通過(guò)氫鍵鍵合，不存在強(qiáng)的靜電作用，并隨硅烷醇的進(jìn)一步水解、縮合導(dǎo)致短程六邊形膠粒的堆積和骨架的形成。SBA-15的合成條件溫和，表面活性劑易除去，且不易引起結(jié)構(gòu)坍塌；中性表面活性劑與中性無(wú)機(jī)前驅(qū)體間的排斥力比離子表面活性劑與帶電荷的無(wú)機(jī)前驅(qū)體間的排斥力小得多，能夠形成較厚的孔壁，進(jìn)而提高了分子篩骨架結(jié)構(gòu)的熱及水熱穩(wěn)定性。其在催化、分離、生物及納米材料等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景，而其水熱穩(wěn)定性高等優(yōu)勢(shì)為催化、吸附分離以及高等無(wú)機(jī)材料等學(xué)科開(kāi)拓了新的研究領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有低溫等離子體處理有機(jī)廢氣存在的不足，提供一種鈣態(tài)礦型催化劑。

本發(fā)明的又一目的是提供應(yīng)用于該催化劑的制備方法。

本發(fā)明的又一目的是提供該催化劑的應(yīng)用。

本發(fā)明的目的可通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種適用于低溫等離子處理有機(jī)廢氣的催化劑，主要由分子篩以及負(fù)載在分子篩上的過(guò)渡金屬和稀土金屬組成；所述的分子篩為SBA-15分子篩；所述的稀土金屬為鈰，所述的過(guò)渡金屬為錳或銀；過(guò)渡金屬與分子篩摩爾比為1:(1～10)；稀土金屬與過(guò)渡金屬元素摩爾比為(0.2～2):1。