[發(fā)明專利]一種無光催化降解VOC的催化劑及制備工藝、制備裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210298404.8
• 申請日: 2022-03-25
• 公開（公告）號(hào): CN114392739A
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊勝洋;王濤;隋群;姜美仙;于軍軍;王琳
• 申請（專利權(quán)）人: 煙臺(tái)沃泰特新材料科技有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): B01J23/63
• 分類號(hào): B01J23/63;B01J23/89;B01J21/06;B01J37/18;B01J37/08;B01J37/00;B01J37/02;A01N59/16;A01P1/00;A01P3/00;B01D53/86;B01D53/72;B01D53/74;A61L2/08
• 代理公司: 山東明宇知信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 37329
• 代理人: 陶一萌

1.一種無光催化降解VOC的催化劑，其特征在于，該催化劑為

C-M₁O_x-M₂O_y-M₃NPs，其中，x、y分別代表催化劑中M₁O_x、M₂O_y的質(zhì)量百分含量，x、y數(shù)值隨著催化劑基材而不同，且50%x+y60%；

其中，M₁O_x為第一助催化劑，M₂O_y為第二助催化劑，C表示催化劑TiO₂，M₃NPs是金屬納米顆粒。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無光催化降解VOC的催化劑，其特征在于，M₁O_x的含量為45%x55%，具體的元素為Al、Ca、Fe中的任意一種；

M₂O_y的含量為5%y15%，具體的元素為Co、Ni、Ce中的任意一種；

M₃NPs是Ag納米顆粒，且含量為5%。

3.一種無光催化降解VOC的催化劑制備工藝，其特征在于，具體步驟包括：

步驟S1：利用分子組裝、催化鏈轉(zhuǎn)移聚合和多級(jí)熱處理技術(shù)構(gòu)筑有機(jī)-無機(jī)有序復(fù)合光催化材料，獲得催化劑C-M₁O_x-M₂O_y-M₃NPs；

步驟S2：對所制備的光催化劑進(jìn)行催化測試表征，構(gòu)建催化強(qiáng)度與用量之間的內(nèi)在關(guān)系。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無光催化降解VOC的催化劑制備工藝，其特征在于，所述步驟S1中，在分子組裝時(shí)，將四氯化鈦和堿性金屬氧化物M₁Ox-M₂Oy反應(yīng)，利用酸堿性質(zhì)的劇烈反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)在微堿性的PH條件下完成三種納米粒子選擇性自我組裝過程；

在催化鏈轉(zhuǎn)移聚合時(shí)，用丙烯酸改性的硝酸銀加入分子組裝完成的體系中，再添入AIBN光引發(fā)劑，無氧狀態(tài)下光照反應(yīng)10小時(shí)，結(jié)束后，分離干燥得到固體；

在進(jìn)行多級(jí)熱處理時(shí)，將得到的固體組分分別進(jìn)行烘干，熱分解，熱焙燒，最后通入氫氣源（9）進(jìn)行活化再生處理。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無光催化降解VOC的催化劑制備工藝，其特征在于，所述多級(jí)熱處理的具體步驟如下：

（1）將細(xì)化顆粒在300～350℃的低溫下，且氮?dú)鈿怏w氛圍下維持2～5小時(shí)；

（2）在步驟（1）的基礎(chǔ)上，于450～550℃的溫度下維持3～5小時(shí)；

（3）在步驟（2）的基礎(chǔ)上，于1000～1200℃維持1～2小時(shí)，然后緩慢降溫；

（4）在步驟（3）的基礎(chǔ)上，將得到的顆粒研磨球化；

（5）在步驟（4）的基礎(chǔ)上，于管式爐中維持450～550℃下通入氫氣，進(jìn)行催化劑活化處理。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無光催化降解VOC的催化劑制備工藝，其特征在于，所述步驟S2中，在催化劑的測試表征時(shí)，觀察XPS的元素價(jià)態(tài)和氫氣的TPR氧空位，通過物理吸附儀測試催化劑的吸附量，利用BET測試法測量催化劑的比表面積，通過氮?dú)馕矫摳絹頊y試孔隙率。

7.一種無光催化降解VOC的催化劑制備裝置，其特征在于，包括制備平臺(tái)（1）、設(shè)置在所述制備平臺(tái)（1）上的無氧室結(jié)構(gòu)（10）和加熱系統(tǒng)（11），所述無氧室結(jié)構(gòu)（10）和所述加熱系統(tǒng)（11）之間設(shè)置有固液分離器（6）；

所述無氧室結(jié)構(gòu)（10）和所述加熱系統(tǒng)（11）均連接氮?dú)馄浚?），所述加熱系統(tǒng)（11）連接氫氣源（9），所述固液分離器（6）設(shè)置在空腔一（21）上方，所述空腔一（21）與所述加熱系統(tǒng)（11）連通。