[發明專利]石墨烯吸附-蓄熱式催化燃燒凈化VOCs裝置及工藝

有效

• 申請號: 202010033751.9
• 申請日: 2020-01-13
• 公開（公告）號: CN111151126B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 程金生;吳培源;萬維宏;鐘聲;柯錦瀅;程穎;曾雪琪;鄭紅霞
• 申請（專利權）人: 吳培源
• 主分類號: B01D53/86
• 分類號: B01D53/86;F23G7/06;F23G7/07;B01D53/44
• 代理公司: 深圳市千納專利代理有限公司 44218
• 代理人: 劉洋

1.石墨烯吸附-蓄熱式催化燃燒凈化VOCs裝置，其特征在于：包括廢氣預處理單元及廢氣凈化單元，所述廢氣凈化單元內從下至上依次設有連通的燃燒室、石墨烯多孔陶瓷蓄熱體及三維介孔石墨烯骨架，所述燃燒室內設有燃氣噴嘴和催化VOCs燃燒的第一級石墨烯催化劑，所述石墨烯多孔陶瓷蓄熱體內設有第二級石墨烯催化劑，所述三維介孔石墨烯骨架內設有VOCs降解催化劑；所述廢氣預處理單元經設于所述石墨烯多孔陶瓷蓄熱體內的換熱管與所述燃燒室連通，所述廢氣預處理單元包括堿性石墨烯凈化柱和酸性石墨烯凈化柱；所述石墨烯多孔陶瓷蓄熱體貯存所述燃燒室產生的部分熱量，并通過熱交換傳遞給所述換熱管及所述第二級石墨烯催化劑。

2.根據權利要求1所述的石墨烯吸附-蓄熱式催化燃燒凈化VOCs裝置，其特征在于：所述堿性石墨烯凈化柱內填充有弱堿性的氨基化石墨烯、氨基化石墨烯氧化物、氨基化石墨烯-高分子材料、殼聚糖-石墨烯復合膜、殼聚糖-石墨烯氧化物、金屬粒子/殼聚糖-石墨烯、氨基化石墨烯-離子液體、PAMAM樹狀大分子-石墨烯、石墨烯-堿性離子液體納米復合材料中的任意一種；

所述酸性石墨烯凈化柱內填充有弱酸性的氧化石墨烯、羧基化石墨烯、羥基化石墨烯、氧化石墨烯-氧化碳納米管、酸性離子液體-氧化石墨烯、聚乙醇酸-氧化石墨烯、聚乳酸-氧化石墨烯、聚乙烯醇縮丁醛-氧化石墨烯納米復合材料中的任意一種。

3.根據權利要求1所述的石墨烯吸附-蓄熱式催化燃燒凈化VOCs裝置，其特征在于：所述第一級石墨烯催化劑為Pt/硼摻雜石墨烯、Ru/氮化硼、Pd/硼摻雜石墨烯、Pt-MnO₂/硼摻雜石墨烯、MnO_x-CoO_x-CuO_x/硼摻雜石墨烯中的任意一種。

4.根據權利要求1所述的石墨烯吸附-蓄熱式催化燃燒凈化VOCs裝置，其特征在于：所述第二級石墨烯催化劑為Cr₂O₃-MnO₂-CuO/石墨烯、Fe_xS-MnO₂/石墨烯、CeO₂-TiO₂/氮摻雜石墨烯、Cu-Mn/石墨烯、Zn₂GeO₄/石墨烯、Cr₂O₃/ZrO₂、Cu-Mn-Ti-石墨烯、Cu-Mn-Ce/石墨烯、Pd-Pt-Cu/石墨烯、Pt-Ce-La-Zr/硼摻雜石墨烯、CuMnO_x-CeO₂/石墨烯中的任意一種。

5.根據權利要求1所述的石墨烯吸附-蓄熱式催化燃燒凈化VOCs裝置，其特征在于：所述VOCs降解催化劑為Cr₂O₃-MnO₂-CuO、Fe_xS-MnO₂/、CeO₂-TiO₂、CeO₂-TiO₂-[CoW₁₂O₄₀]^5--、Cu-Mn、Zn₂GeO₄、Cr₂O₃^-ZrO₂、Cu-Mn-Ti、Cu-Mn-Ce、Cu-Mn-Ag、Pd-Pt-Cu、Pt-Ce-La-Zr中的任意一種。

6.根據權利要求1-4任一項所述的石墨烯吸附-蓄熱式催化燃燒凈化VOCs裝置，其特征在于：所述石墨烯多孔陶瓷蓄熱體以市售多孔陶瓷材料為基材，經超聲處理、二氯化銅或二氯化鋅溶液梯度浸泡、提拉后真空干燥，再以乙炔或甲烷為碳源，經化學氣相沉積制備而成。