[發明專利]一種有機膜為載體常溫降解VOCs的原子級催化劑制備方法

有效

• 申請號: 201910760944.1
• 申請日: 2019-08-16
• 公開（公告）號: CN110479372B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 丁輝;郝子全
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B01J31/06
• 分類號: B01J31/06;B01D53/86;B01D53/44;B01D53/72
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李素蘭

本發明公開了一種有機膜為載體常溫降解VOCs的原子級催化劑制備方法，包括以下步驟：(1)磁力攪拌和超聲處理得到靜電紡絲前驅體溶液；(2)靜電紡絲機處理靜電紡絲前驅體溶液獲得膜材料；(3)真空干燥處理膜材料得到最終產物原子級Ag/聚砜催化劑。與現有催化劑相比，本發明的優勢在于：原子級活性位點催化劑Ag/聚砜催化性能好，有較強抗中毒能力，有利于長時間反應降解VOCs；另外，聚砜作為載體，不僅有利于原子分散，而且具有克服傳統氧化物載體易被吹脫的優點。

技術領域

本發明涉及催化劑制備方法，尤其涉及一種常溫催化降解VOCs的原子級催化劑制備方法。

背景技術

揮發性有機化合物(VOCs)是除顆粒物以外的第二大分布廣泛和種類繁多的大氣污染物，其主要來源有石油化工、煉油、涂料、生物質的分解、制藥廠、汽車工業、紡織業、溶劑工藝、清潔產品等行業。

相比于常溫催化氧化技術，目前常用的各種VOCs處理技術具有能耗高、處理費用高、產生二次污染等問題。而常溫催化氧化技術無需高溫輔助、無需高壓放電、無需紫外光強化，在常溫常壓下即可進行VOCs的催化降解反應，具有投資費用低、運行成本低、安全系數高的優勢。

膜是具有選擇性分離功能的材料，以膜為分離介質，通過在膜兩邊施加一個推動力，使原料側不同組分選擇性的通過膜，以達到分離提純的目的。膜技術主要用于污水處理，通常用于二級處理活性污泥出水，或將膜處理系統直接置于生化池，代替原有二沉池、絮凝沉淀池等環節，使用膜法技術改造之后，傳統污水處理工藝可以直接生產出高品質再生水。由于有機膜過濾精度較高，膜選擇性較大，廣泛應用于水資源化領域與工業物質分離等領域。

研制以單個原子或若干個原子為活性位點的原子級活性位點催化劑是傳統催化焚燒技術的跨越式提升，可大幅降低催化反應溫度，節約能耗。目前，已有文獻報道的原子級催化劑載體主要有TiO₂、CeO₂、氧化錳、氧化鐵、活性碳纖維等，但單原子流動性較強，在催化反應過程中傾向于聚集，且催化評價過程中催化劑易被氣流吹動，影響催化活性。

發明內容

本發明的目的在于克服已有技術的缺點，提供一種有機膜為載體常溫降解VOCs的原子級催化劑制備方法，用本方法制備的原子級活性位點催化劑具有較強的穩定性，用該催化劑進行的VOCs降解反應溫度低，安全高效低成本，催化效率大幅度提升。

本發明的技術方案是：

本發明的一種有機膜為載體常溫降解VOCs的原子級催化劑制備方法，包括以下步驟:

步驟一、將與N,N-二甲基甲酰胺質量比為1：(35-45)的聚砜溶解于分析純N,N-二甲基甲酰胺中，在20-30℃下磁力攪拌12-15h，得到溶液A；然后，將與聚砜質量比為1：(33-50)的AgNO₃晶體粉末加入溶液A中，超聲處理1.5-2h，獲得混合均勻的靜電紡絲前驅體溶液B；

步驟二、使用靜電紡絲機處理靜電紡絲前驅體溶液B獲得膜材料，處理電壓為15kV高壓電，靜電紡絲前驅體溶液B加料速度為0.8-1mL/h，該靜電紡絲處理過程中控制溫度為21-25℃，相對濕度為40-50％；

步驟三、將采用靜電紡絲機處理后得到的膜材料在50-60℃真空烘箱中干燥10-12h，得到具有催化性能的原子級Ag/聚砜催化劑。

本發明的優勢在于：原子級活性位點催化劑Ag/聚砜催化性能好，有較強抗中毒能力，有利于長時間反應降解VOCs；另外，聚砜作為載體，不僅有利于原子分散，而且具有克服傳統氧化物載體易被吹脫的優點。

附圖說明

圖1為本發明靜電紡絲技術制備Ag/聚砜催化劑的過程示意圖。

具體實施方式