[發明專利]一種VOCs分離降解薄膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201911384476.9
• 申請日: 2019-12-28
• 公開（公告）號: CN111068716B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發明（設計）人: 劉嘉棟;馮爍宜;高波
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: B01J23/89
• 分類號: B01J23/89;B01J35/06;B01D53/86;B01D53/44
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 馬貴香

本發明公開了一種VOCs分離降解薄膜及其制備方法，在水中加入硝酸銅、硝酸錳及硝酸鈰，攪拌，得到熱催化體系；將鈦酸四丁酯與異丙醇混合，得到光催化劑體系；將光催化體系逐滴加入熱催化體系中，攪拌，得到活性組分負載液；加入助劑和貴金屬，得到負載前驅體；預處理陶瓷微濾膜，使其孔隙尺寸與VOCs分子尺寸相匹配，并在負載前驅體中進行浸漬，提拉，使熱?光催化劑自然負載在陶瓷微濾膜上，煅燒，還原后，得到所述的VOCs分離降解薄膜；本發明在陶瓷微濾膜上負載熱?光催化劑，縮小了薄膜的孔徑，滿足VOCs氣體分離截留；并在高效截留有機污染物的同時對其進行原位分解，有效提高了VOCs分子的分離降解效率，實現了對VOCs的徹底降解。

技術領域

本發明屬于VOCs分離降解技術領域，特別涉及一種VOCs分離降解薄膜及其制備方法。

背景技術

VOCs即揮發性有機化合物，是常見的化工行業大氣污染物，也是大氣污染的主要來源之一。近年來已有多項技術被應用于治理VOCs，其中，熱催化和光催化氧化法因有強的氧化能力而能夠有效地降解VOCs，其中光催化技術是一項低成本的綠色共性技術，在環境治理、太陽能轉化和自潔凈等方向極具應用前景。

目前，現有的光催化劑法的光生載流子分離效率和表面反應活性不高，且單一的技術方法并不能徹底的降解VOCs；而熱催化法能耗偏高，不適用于小規模或低濃度VOCs的分離降解處理。

發明內容

針對現有技術中存在的技術問題，本發明提供了一種VOCs分離降解薄膜及其制備方法，以解決現有技術中VOCs分離降解效率低，能耗較高的技術問題，以實現對VOCs的高效分離降解。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案為：

本發明提供了一種VOCs分離降解薄膜的制備方法，包括以下步驟：

步驟1、在水中加入硝酸銅、硝酸錳及硝酸鈰，攪拌，得到熱催化體系；將鈦酸四丁酯與異丙醇混合，得到光催化劑體系；

步驟2、將光催化體系逐滴加入熱催化體系中，攪拌，至形成溶膠，得到活性組分負載液；

步驟3、在活性組分負載液中加入助劑，并加入貴金屬，強烈攪拌，養護，得到負載前驅體；

步驟4、對陶瓷微濾膜進行預處理，使陶瓷微濾膜的孔隙尺寸與VOCs分子尺寸相匹配；

步驟5、將預處理后的陶瓷微濾膜在負載前驅體中進行浸漬，提拉，使熱-光催化劑自然負載在陶瓷微濾膜上；

步驟6、重復步驟5，至陶瓷微濾膜上熱-光催化劑的負載層數滿足對VOCs中不同分子的截留率為90％以上，得到熱-光協同催化陶瓷膜；

步驟7、對熱-光協同催化陶瓷膜進行煅燒，還原后，得到所述的VOCs分離降解薄膜。

進一步的，步驟1中，熱催化體系中Cu2+:Mn2+:Ce2+:H2O的質量比為：(3-4):(3-4):(1-2):(6-9)；光催化體系中，鈦酸四丁酯與異丙醇按體積比為(1-1.5)：(2-3)的比例混合。

進一步的，步驟3中，助劑采用硅溶膠、磷酸、尿素、擬薄水鋁石、檸檬酸和硅烷偶聯劑中的一種或幾種；助劑與活性組分負載液按質量比為(1-3)：5的比例混合。

進一步的，步驟3中，貴金屬的摩爾濃度為0.5％～5％；貴金屬采用鉑、鈀和銠中的一種或幾種；養護過程采用在室溫條件下，養護時間為5-6h。

進一步的，步驟3中，強烈攪拌過程中，攪拌速度為400-600r/min，攪拌時間為5-10h。

進一步的，步驟4中，對陶瓷微濾膜進行預處理時，具體如下：

步驟41、對陶瓷微濾膜進行超聲清洗；

步驟42、對清洗后的陶瓷微濾膜進行烘烤；