[發明專利]一種廢棄巖棉負載貴金屬的VOC催化劑的制備方法及制得的催化劑

有效

• 申請號: 202011372324.X
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112547055B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 趙羽;王光應;梁燕;徐輝
• 申請（專利權）人: 安徽元琛環保科技股份有限公司
• 主分類號: B01J23/42
• 分類號: B01J23/42;B01J23/44;B01J37/02;B01J37/08;B01D53/86;B01D53/44
• 代理公司: 合肥市浩智運專利代理事務所(普通合伙) 34124
• 代理人: 葉濛濛

本發明公開一種廢棄巖棉負載貴金屬的VOC催化劑的制備方法，涉及催化劑技術，基于現有的巖棉負載TiO₂光催化劑催化活性較小，降解率較低的問題提出的。本發明包括以下步驟：(1)鋁溶膠的制備；(2)Al₂O₃涂層覆蓋在巖棉纖維的表面；(3)活性劑的溶解；(4)整體巖棉催化劑的制備。本發明還提供上述制備方法制得的催化劑。本發明通過浸漬?烘干?煅燒的方式在巖棉表面引入Al₂O₃涂層和貴金屬活性物質Pd和Pt得到VOC催化劑，得到的VOC催化劑不僅對揮發性有機物具有良好的催化效果，以甲苯和乙酸乙酯為例，在220℃催化劑對甲苯和乙酸乙酯的轉化率最高可達99％以上，表現出良好的催化效果，同時也變廢為寶，實現了廢棄巖棉的再利用。

技術領域

本發明涉及催化劑技術領域，具體涉及一種廢棄巖棉負載貴金屬的VOC催化劑的制備方法及制得的催化劑。

背景技術

揮發性有機化合物(VOC)通常指在常溫下飽和蒸氣壓約大于70Pa，常壓下沸點小于260℃的有機化合物的總稱，主要包括脂肪烴、芳香烴、烯烴、脂類、醇類等物質。VOC主要來源于工業生產、交通運輸、建筑材料和裝涂行業等，由于VOC對環境和人體健康有著非常大的危害，因此VOC的有效治理已經成為迫切需要解決的問題。

目前VOC的治理思路主要有兩種，一種是回收，主要包括吸附法、吸收法、冷凝法和膜分離法；另一種是降解，主要包括光催化法、生物降解法、電暈法和催化燃燒法，在眾多方法中，催化燃燒法是VOC治理行業中應用最廣泛的方法之一，該方法具有操作溫度低、設備簡單、無二次污染等優點。在催化燃燒技術中，催化劑是決定VOC催化效率的決定性因素，目前催化劑的制備方法主要是將貴金屬活性成分，如：Pt、Pd、Rh，負載在載體上，通過浸漬、干燥和煅燒的方式得到VOC催化劑。載體的選擇主要從價格、穩定性、催化效率等方面考慮，目前最常用的載體有Al₂O₃顆粒載體和菫青石陶瓷蜂窩載體。

巖棉是一種以玄武巖、白云石等礦石為原料，通過高溫熔融、離心紡絲、收集、鋪棉等過程得到天然礦石纖維，在保溫隔熱領域有著廣泛的應用。由于巖棉具有多孔結構和良好的吸附性能，因此具有成為VOC催化劑載體的可能性。

文獻《巖棉負載TiO₂光催化脫色性能研究》([J].大連鐵道學院學報，2006)，以鈦酸四丁酯為原料，巖棉為載體，用溶膠-凝膠法制備負載型TiO₂，制得的TiO₂的催化活性較小，降解率較低。中國專利CN104326524A公開了一種光催化降解苯酚的方法，將負載有TiO₂光催化劑的巖棉填充于中間固定有紫外燈管的反應器，然后將含苯酚廢水以一定流速從反應器底部通入，并用紫外燈照射，同時加入少量的過氧化氫以及通入空氣，反應器頂部出水即為苯酚降解后的廢水。

發明內容

本發明解決的技術問題在于提供一種對揮發性有機物具有良好的催化效果，同時也變廢為寶，實現了廢棄巖棉的再利用，符合現代工業的環保理念的廢棄巖棉負載貴金屬的VOC催化劑的制備方法。

本發明是采用以下技術方案解決上述技術問題的：

本發明提供一種廢棄巖棉負載貴金屬的VOC催化劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)鋁溶膠的制備：將擬薄水鋁石加入到水中，攪拌5min使其分散均勻，然后邊攪拌邊滴加10g質量分數為63％的濃硝酸，加熱到80℃后繼續滴加濃硝酸至完全溶膠，攪拌20-30min后靜置陳化，得到具有一定粘度和流動性的鋁溶膠；

(2)將廢棄巖棉浸漬在制備的鋁溶膠中，使鋁溶膠充分浸入至巖棉的孔隙里，然后取出巖棉瀝干多余的溶膠殘液，放入真空干燥箱100-120℃真空干燥3-5h，然后550-600℃煅燒5-7h，得到Al₂O₃涂層并覆蓋在巖棉纖維的表面；