[發明專利]一種用于凈化VOCs的載體骨架及凈化方法

在審

• 申請號: 202110440612.2
• 申請日: 2021-04-23
• 公開（公告）號: CN113181946A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 喻學鋒;賀興臣;曾宇翾;康翼鴻
• 申請（專利權）人: 中國科學院深圳先進技術研究院
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;B01D53/86;B01D53/44
• 代理公司: 北京市誠輝律師事務所 11430
• 代理人: 范盈;李玉娜

本發明涉及空氣凈化技術領域，尤其涉及一種用于凈化VOCs的載體骨架及凈化方法，包括以下步驟：在光源的照射下，使含有VOCs的待凈化氣流穿過表面上負載有光催化劑的載體骨架。載體骨架包括底板以及至少一層凈化單元，每層凈化單元均包括多個頁板，且多個頁板呈環形陣列分布在底板的一側；相鄰兩層的凈化單元的頁板錯位布置。本發明可以保證光源能夠充分照射到光催化劑，待凈化氣流也能夠充分接觸光催化劑，提高凈化效率，減少光催化劑用量。

技術領域

本發明涉及空氣凈化技術領域，尤其涉及一種用于凈化VOCs的載體骨架及凈化方法。

背景技術

紫外光催化在廢氣治理、空氣凈化等領域有廣泛的應用。該技術利用紫外光照射和激發催化劑，在催化劑表面產生光生空穴-電子對，并引發一系列氧化還原反應，產生氧原子、自由基等具有強氧化性的物質，和空氣之中的揮發性有機物(VOCs)分子反應，從而氧化、降解有機物分子。目前在實際應用中，通常將光催化劑固定在蜂窩材料(例如鋁蜂窩、蜂窩活性炭、分子篩等)的內壁上，或者將催化劑粉末造粒后封裝在類似沙包的網格、網板里；然后在蜂窩材料或者網板外安裝紫外燈。但是，這些情況下紫外光不能充分照射催化劑，蜂窩骨架、顆粒載體等會遮擋紫外光，導致很多催化劑實際上沒有紫外光照射，不能發揮作用。

發明內容

本發明提出一種用于凈化VOCs的載體骨架及凈化方法，以解決現有的用于空氣凈化載體骨架存在遮擋光照，從而導致部分光催化劑不能發揮作用的問題。

一方面，本發明提出一種用于凈化VOCs的載體骨架，其至少一部分表面上負載有光催化劑，所述載體骨架包括底板以及至少一層凈化單元，每層所述凈化單元均包括多個頁板，且多個所述頁板呈環形陣列分布在底板一側；相鄰兩層的凈化單元的頁板錯位布置。

優選的是，所述光催化劑為g-C₃N₄催化劑。

優選的是，第n層凈化單元和第n+2層凈化單元之間的距離不小于第n層凈化單元在底板上的投影的長度，其中，n為大于等于1的正整數。

優選的是，所述頁板的材質為玻璃。

優選的是，所述頁板的寬度不小于1mm。

優選的是，在所述載體骨架的表面上負載g-C₃N₄催化劑的方法包括以下步驟：

步驟1：將質量比為2:1–1:2的三聚氰胺和尿素混合后分散在DMF中形成乳狀前驅體；

步驟2：在所述載體骨架的頁板和底板的至少一部分表面上均勻涂布所述前驅體，涂布厚度不超過100微米；

步驟3：將涂布完成的載體骨架在氮氣保護下煅燒，以3℃/分鐘的升溫速率，將溫度升到100-150℃煅燒2小時，再升溫到550-600℃煅燒4小時，冷卻后得到附著在載體骨架表面的g-C₃N₄催化劑。

另一方面，本發明還提出一種凈化VOCs的方法，包括以下步驟：在光源的照射下，使含有VOCs的待凈化氣流穿過用于凈化VOCs的載體骨架。

優選的是，所述待凈化氣流的方向與光源的照射方向垂直。

優選的是，所述光源為紫外光源。

優選的是，所述紫外光源發出的紫外光線的波長在300-400nm的范圍內。

相比于現有技術，本發明的有益效果在于：

1)本發明利用底板和多個頁板構成載體骨架，且每片葉板均互不遮擋，使紫外光能充分照射光催化劑，引發光催化反應，可以提高凈化效率，減少光催化劑用量。