[發明專利]協同凈化揮發性有機污染物的生物炭質催化劑的制備方法

在審

• 申請號: 202110305519.0
• 申請日: 2021-03-23
• 公開（公告）號: CN112958088A
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 趙鐸;史紅軍;陳聚良;張昌會;劉水俠;劉雪平;宋忠賢;華燕;常偉華;胡光銀;李海平;呂獻然;周華;孫秀彬;黃廣輝;盧星曉
• 申請（專利權）人: 河南神馬尼龍化工有限責任公司
• 主分類號: B01J23/656
• 分類號: B01J23/656;B01D53/86;B01D53/54;B01D53/72
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 王海龍

本發明涉及協同凈化揮發性有機污染物的生物炭質催化劑的制備方法，制備方法包括以下步驟：步驟一，將一定質量的農業廢棄生物炭質置于一定濃度的金屬錳鹽溶液中，得到錳金屬鹽改性農業廢棄物生物炭質催化劑前體。步驟二，用一定濃度的氯鈀酸溶液對錳金屬鹽改性農業廢棄物生物炭質催化劑前體進行超聲浸漬，然后將產物烘干，并高溫煅燒得到目標催化劑。將上述催化劑用于化工企業排放的苯、環己烷、己二胺三種揮發性有機污染氣體的催化氧化。本發明方法合理可行，投資及運行成本低，易實現工業化應用，減少秸稈垃圾焚燒對大氣帶來的二次污染，有很好社會和經濟效益，對現有技術來說，具有很好的市場前景和發展空間。

技術領域

本發明涉及生物炭質催化劑技術領域，具體涉及協同凈化揮發性有機污染物的生物炭質催化劑的制備方法。

背景技術

化工企業排放的廢氣中往往包含多種污染物，常見的有機氣體污染物如苯、環己烷、己二胺等，嚴重污染環境。目前工業生產中常見的有單一處理苯系物、烴類VOCs等，所以在實際廢氣凈化過程中采取一種催化劑協同處理多種VOCs成分顯得尤為關鍵且更接近廢氣的真實情況。因此開發適用于低溫條件下協同處理苯、環己烷、己二胺的新型催化劑是實現化工企業尾氣高效凈化的關鍵。

農作物收割產生大量的玉米秸稈、小麥秸稈等副產物，通常采用焚燒方式處理，導致嚴重的大氣污染。因此，利用制備的金屬改性農業廢棄物生物炭質復合催化劑處理環境污染物對環保事業具有重要意義。

以苯、環己烷、己二胺為目標產物，制備錳基催化劑，引入貴金屬鈀以提高催化劑的氧化還原能力，實現低溫高效協同去除苯、環己烷、己二胺混合污染氣體。通過改變錳鹽和貴金屬鈀的用量對催化劑的催化活性進行優化，為化工企業排放的尾氣凈化技術提供理論依據。

如何設計一種方法合理可行，設計巧妙，投資及運行成本低，易實現工業化應用，減少秸稈垃圾焚燒對大氣帶來的二次污染，有很好社會和經濟效益的協同凈化揮發性有機污染物的生物炭質催化劑的制備方法是目前需要解決的問題。

發明內容

為了解決現有化工企業排放的廢氣中往往包含多種污染物，常見的有機氣體污染物如苯、環己烷、己二胺等，嚴重污染環境，農作物收割產生大量的玉米秸稈、小麥秸稈等副產物，通常采用焚燒方式處理，導致嚴重的大氣污染等技術問題，本發明提供協同凈化揮發性有機污染物的生物炭質催化劑的制備方法，來實現方法合理可行，投資及運行成本低，易實現工業化應用，減少秸稈垃圾焚燒對大氣帶來的二次污染，有很好社會和經濟效益的目的。

本發明為解決上述技術問題所采用的技術方案是：協同凈化揮發性有機污染物的生物炭質催化劑的制備方法，制備方法包括以下步驟，

步驟一，將1 ~ 3 g農業廢棄物生物炭質置于濃度為0.5 ~ 5 mol/L的錳金屬鹽溶液中，攪拌1小時；

步驟二，將上述步驟一的產物在60 ~ 70℃下超聲處理1 ~ 2 小時后，置于105℃烘箱內，烘干12 h；

步驟三，將0.5 ~ 5mL濃度為0.1 ~ 2mmol/L的氯鈀酸溶液置于上述步驟二的烘干產物中，并在60 ~ 70℃下超聲浸漬3 ~6 小時后，置于105℃烘箱內，烘干12 h；

步驟四，將步驟三烘干后的固體置于馬弗爐內，以1~ 5 ℃/min從室溫升至350℃，恒溫1 ~3 小時，隨后以1~5 ℃/min 繼續升溫至550 ℃并保溫1 ~ 4 小時，制備過程結束。

所述步驟一的農業廢棄物生物炭質為農作物秸稈。

所述步驟一的錳金屬鹽為硝酸錳、硫酸錳、乙酸錳或氯化錳。

所述步驟四中烘干后固體焙燒分為兩個階段：第一階段，1 ~ 5 ℃/min從室溫升至350℃，恒溫1 ~ 3 小時；第二階段，1 ~ 5 ℃/min 繼續升溫至550 ℃，恒溫1 ~ 4 小時。