[發明專利]一種多殼層光催化劑和活性炭復合降解VOCs的制備方法

在審

• 申請號: 202010627310.1
• 申請日: 2020-07-02
• 公開（公告）號: CN111617633A
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 姜冬青;呂美林;羅金寶
• 申請（專利權）人: 江蘇博霖環保科技有限公司
• 主分類號: B01D53/86
• 分類號: B01D53/86;B01D53/44;B01D53/02;B01J20/20;B01J20/30;B01J23/42;B01J21/06;B01J35/10
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種多殼層光催化劑和活性炭復合降解VOCs的制備方法，包括以下步驟：S1制備三層空心SiO₂納米球，S2以SiO₂為模板加入鈦源后進行水熱反應制備出多殼層的光催化劑TiO₂，S3在多殼層TiO₂上面負載一定比例的貴金屬，S4將負載貴金屬的TiO₂與比例適當的活性炭均勻混合，得到復合材料。本發明方法制備的復合材料不僅可以提供較大的比表面積，而且其內部空腔可以實現光的多重反射從而產生更多的光生空虛，并結合了活性炭豐富的孔徑結構，可以實現吸附和降解VOCs同時進行，是一種高效、節能的降解VOCs新型材料。

技術領域

本發明涉及揮發性有機物降解技術領域，尤其是涉及一種多殼層光催化劑和活性炭復合降解VOCs的制備方法。

背景技術

揮發性有機化合物(VOCs)屬于典型氣態的污染物，其不僅造成環境污染，而且對人類的呼吸系統和神經系統會造成潛在的危害。因此目前對VOCs的治理是環保行業的重點工作內容之一。光催化氧化法因成本低廉、反應條件溫和等優點，是當前研究處理VOCs較熱門的方法之一，主要原理是利用光催化劑吸收光子產生的空穴的氧化性，將吸附在催化劑表面的VOCs進行降解處理，轉化為水和二氧化碳。但傳統的光催化劑材料具有較大的顆粒，入射光無法穿透過材料，所以只能吸收一小部分光照，而大部分的入射光都會被反射，極大地限制了對入射光的利用率。而且因其比表面積較小，吸附能力弱，反應位點小，不利于提高VOCs的降解率。

發明內容

發明目的：為了克服背景技術的不足，本發明公開了一種多殼層光催化劑和活性炭復合降解VOCs的制備方法。

技術方案：本發明的多殼層光催化劑和活性炭復合降解VOCs的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1合成多殼層SiO₂納米球模板

將CTAB添加到濃氨水、無水乙醇和水的混合物中攪拌均勻，再在溶液中分三次加入BTSE和TEOS的混合物，每次加入后攪拌均勻，收集有機硅球，將其重新分散在水中，并加熱完成多界面轉化得到三層空心SiO₂納米球模板；

S2多殼層催化劑TiO₂的制備

將獲得的多殼層SiO₂納米球模板超聲分散在無水乙醇中，加入的十二胺和濃氨水攪拌，再加入異丙醇鈦攪拌后，進行離心烘干，將樣品在乙醇和鹽酸的混合液中洗滌，然后用去離子水將其洗至溶液呈中性，離心烘干，將樣品加入到乙醇和氨水混合進行水熱反應，用去離子水洗至中性后烘干，得TiO₂粉體；

S3多殼層TiO₂上負載貴金屬

將氯鉑酸溶液加入到TiO₂粉體中烘干，再進行加熱；

S4光催化劑TiO₂與活性炭混合

將負載了貴金屬的多殼層TiO₂與活性炭混合，加入無機膠黏劑攪拌均勻，得到復合的吸附降解材料。

進一步的，S1中TEOS、BTSE、CBTA、氨水、水、無水乙醇和水的混合物的摩爾比為(0.5～5)：(0.1～4)：(0.2～2)：(11～30)：(6000～8000)：1000。

進一步的，S2中十二胺和濃氨水的比例為1:(0.4-6)。

進一步的，S2中加入異丙醇鈦使SiO₂和TiO₂的質量比為1:(0.5-6)。

進一步的，S2中用于洗滌的乙醇和鹽酸按體積比為(40-100)：1混合。