[发明专利]一种处理挥发性有机物的光催化剂的制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及催化剂制造领域，旨在提供一种处理挥发性有机物的光催化剂的制备方法。本发明的催化剂主要用于挥发性有机物中的气体污染物。

发明背景：

挥发性有机物(Volatile Organic Compounds，简称VOCs)，是常压下沸点在50～260℃之间的有机化合物。VOCs种类繁多(包括芳香烃类、酯类、醛类和酚类等)，来源广泛，石油加工、化工等各种工业生产及储运过程，高校、研究所、检验机构实验室中各种化学试剂和药品的放置和使用过程，以及样品的挥发物、分析过程中间产物的泄漏及排空等，都会产生VOCs废气。许多VOCs具有神经毒性、肾脏和肝脏毒性，甚至具有致癌作用，能损害血液成分和心血管系统，引起胃肠道紊乱，诱发免疫系统、内分泌系统及造血系统疾病，造成代谢缺陷。VOCs废气严重地污染环境，危害人类健康。因此，设法控制和治理其污染显得十分重要和迫切。

传统的VOCs污染治理技术主要包括物理方法和化学方法。物理方法通过运用净化设备，采用吸收、分离等物理手段除去VOCs有机污染物，常用的物理方法有：吸附法、冷凝法、膜分离技术等。这些方法需要消耗大量能源，设备复杂，成本昂贵，收集回来的油脂及烃类物质易成为二次污染物。化学方法有低温等离子体、光催化氧化、生物处理等。其中，光催化氧化法技术在常温、常压下就能将废气中的有机物降解为CO₂、H₂O等无机物，具有去除效率高、安全可控、反应条件温和、成本低等优点，是目前最经济、最具有开发前景的污染治理技术。

作为光催化剂的物质主要是半导体氧化物，如TiO₂，WO₃，MgO，Fe₂O₃，ZnO和CdS等，其中TiO₂由于化学性质稳定、抗光腐蚀能力强、成本低、无毒和光催化活性高等优点最具应用前景。其中，粒径为300nm，表面积为50m²/g且锐钛矿型占70%的P25型纳米二氧化钛已经广泛应用于实际的空气净化技术。但是相对吸附型材料而言，TiO₂光催化剂的吸附性能较差，而且空气中的有机污染物浓度较低，很难有效富集到TiO₂表面，大大影响了TiO₂光催化剂的催化效率，不能实现低浓度挥发性有机物的有效降解脱除。因此适宜载体的选择十分必要。蜂窝陶瓷具有阻力小，接触均匀，不易破碎，拆卸方便，容易加工等特点，并且陶瓷蜂窝材料作为吸附中心可为TiO₂光催化剂提供高浓度反应环境，加快催化剂传质速率，提高催化剂效率，抑制催化剂失活，解决催化剂分离难题。

中科院的专利[CN100551534C]公开了一种二氧化钛/活性炭纤维光催化剂及其制备方法。该方法在氢氧化钛乳液中加入稀硫酸溶液，搅拌均匀后超声振荡，制得酸化乳液；活性炭纤维经过预处理后进入上述酸化乳液中，烘干，焙烧，制成TiO₂/ACF光催化剂。该方法采用活性炭为载体，具有分离难、装填复杂、放大困难等问题。

河北工业大学的专利[CN100383050C]公开了一种含稀土的电气石/二氧化钛复合溶胶的制备方法。该方法将钛酸四丁酯、有机酸、电气石、无水乙醇搅拌混合成悬浮液，再依次加入稀土、无水乙醇等，搅拌一定时间得到复合溶胶。该方法采用有机钛源为原料，成本高，并且文中并未提及该复合溶胶的涂覆效果、涂层的牢固度等。

浙江大学的专利[CN100364662C]公开了一种稀土复合多孔氧化铝负载Pd催化剂的制备方法。该方法待用溶胶浸涂法涂覆水合氧化铝，制得水合氧化铝/陶瓷蜂窝载体，然后在水合氧化铝/陶瓷蜂窝载体上，依次负载铈-锆复合氧化物及金属Pd活性组分，最终制得复合多孔氧化铝负载Pd催化剂。该催化剂活性高、耐高温活性好。但该催化剂使用贵金属为活性组分，成本较高，且制备过程复杂，工业化放大困难。

发明内容：

本发明针对现有技术中存在的问题，提供一种用于光催化氧化深度去除挥发性有机物中气体污染物的催化剂的制备方法。该催化剂制备过程简单，成本低廉，催化活性高，性能稳定，装卸简单，处理后的挥发性有机物能够达到排放标准。

本发明为一种用于处理挥发性有机物的光催化剂的制备方法，其特征在于：

以二氧化钛为主活性组分，添加过渡金属为助剂，采用常温喷涂工艺，负载在金属或陶瓷蜂窝载体上；

包括如下步骤：