[發明專利]一種基于改性光催化劑協同紫外光和臭氧去除苯系有機物的方法和系統

在審

• 申請號: 202211316718.2
• 申請日: 2022-10-26
• 公開（公告）號: CN115532056A
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發明（設計）人: 郭耀廣;孫小虎;陳乾乾;劉宇婧;婁曉祎;劉歡;張曉嬌;樊麗;隨藝凡;李光裕;楊勇智;朱欣杰;王倩楠;陸丹慧;劉諾;李英順
• 申請（專利權）人: 上海第二工業大學
• 主分類號: B01D53/86
• 分類號: B01D53/86;B01D53/76;B01D53/72;B01J27/24;B01J37/08
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 王潔平

1.一種基于改性光催化劑協同紫外光和臭氧去除苯系有機物的方法，其特征在于，其基于改性光催化劑協同紫外光和臭氧去除苯系有機物的系統對苯系有機物進行去除，該系統包括一個橫向設置的反應腔體，反應腔體的前端設置進氣口，尾端設置出氣口，反應腔體內從前到后，沿氣流方向依次徑向設置氣體均布器、紫外燈組，負載有改性催化劑的催化劑板和紫外燈組，催化劑板有若干塊，每塊催化劑板將反應腔體隔成前后兩個設有紫外燈組的小腔體，每個紫外燈組中至少包括一根185nm波長紫外燈；

具體步驟如下：

（1）廢氣經進氣口進入反應腔體先被紫外光照射發生氣相反應，使得部分污染物裂解生成小分子化合物，同時產生臭氧；

（2）生成的臭氧隨經過紫外線照射過的廢氣進一步流經負載有改性催化劑的催化劑板，臭氧被改性催化劑在紫外光照下催化成活性氧物質，通過光催化和臭氧協同催化氧化的作用，使得廢氣被進一步降解，并且同時消除臭氧，最后從出氣口排出；其中，改性催化劑的催化劑板的制備方法如下：

首先將三聚氰胺和氧化鎂按照一定比例溶于無水乙醇之中，使其充分混合，得到前驅體混合溶液，然后將混合后的樣品烘干，繼而在馬弗爐中進行煅燒，得到MgO/g-C₃N₄催化劑；然后將合成好的催化劑按照一定比例與去離子水形成懸浮液，利用涂覆法將催化劑負載到堇青石載體上，干燥即得。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，催化劑板有 1~4塊，每個紫外燈組中包括

1~4根185nm波長紫外燈。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，紫外燈組通過燈支架徑向固定在反應腔體上，催化劑板通過催化劑支架徑向固定在反應腔體上。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，三聚氰胺和氧化鎂的質量比為3:1~10:1；三聚氰胺和無水乙醇的質量體積比為3~10g/ml。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，馬弗爐的煅燒機制為：以2~20℃/min的速率升溫，升到350~600℃的溫度并保持2~8小時。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，催化劑板上改性催化劑的負載量為

0.002~0.05g/cm²。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，廢氣包括甲苯和二甲苯污染物；廢氣中污

染物濃度為20~500ppm，流量為10~70L/min，相對濕度為10%-90%。

8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，廢氣中污染物濃度為20~100ppm，流量為

15~50L/min，相對濕度為40%-80%。

9.一種基于改性光催化劑協同紫外光和臭氧去除苯系有機物的系統，其特征在于，其基于改性光催化劑協同紫外光和臭氧去除苯系有機物的系統對苯系有機物進行去除，該系統包括一個橫向設置的反應腔體，反應腔體的前端設置進氣口，尾端設置出氣口，反應腔體內從前到后，沿氣流方向依次徑向設置氣體均布器、紫外燈組，負載有改性催化劑的催化劑板和紫外燈組，催化劑板有若干塊，每塊催化劑板將反應腔體隔成前后兩個設有紫外燈組的小腔體，每個紫外燈組中至少包括一根185nm波長紫外燈。

10.一種改性催化劑，其制成負載有改性催化劑的催化劑板用于權利要求9的系統以去除

苯系有機物，其特征在于，其為MgO/g-C₃N₄催化劑，其通過將三聚氰胺和氧化鎂按照一定比例溶于無水乙醇之中，使其充分混合，得到前驅體混合溶液，然后將混合后的樣品烘干，繼而在馬弗爐中進行煅燒制得。