[发明专利]以硅藻土为载体的催化/吸附材料的制备方法

说明书

技术领域

发明属于环境材料领域，具体涉及一种以硅藻土为载体的催化/吸附材料及其制备方法。 

背景技术

挥发性有机污染物(VOCs)是指在常温下，沸点50℃～260℃的有机化合物。主要来源有：(1)固定源：石油化工、制药、涂料生产等行业排放的废气；(2)移动源：汽车等交通工具排放的尾气。虽然大气中人为排放的VOCs仅占全球废气总排放量的15％左右，但由于大多数的VOCs有毒，甚至具有强致癌性，给人体健康带来巨大威胁。另外，VOCs的排放导致臭氧层破坏，温室效应加剧，并可引起光化学烟雾，也对生态环境造成了不可估量的损害。 

吸附法是一种传统的有机废气治理技术，可用于处理低浓度、高通量的VOCs。它主要是利用各种固体吸附剂(如活性炭、活性炭纤维、分子筛，硅胶，活性氧化铝等)对排放废气中的污染物进行吸附净化。吸附法具有能耗低、工艺成熟、去除率高的优点，有很好的环境和经济效益。其缺点是设备庞大，流程复杂，当废气中有胶粒物质或其他杂质时，吸附剂易中毒。 

除了传统的治理技术外，目前还出现了一些新型的有机废气处理技术，比如说低温等离子体技术。该技术利用高压放电产生的高能电子、自由基等活性粒子与废气中的污染物进行作用，使污染物分子在较短的时间内被氧化分解，从而达到去除污染物的目的。 

鉴于吸附法和等离子体法有各自的特点，可以利用等离子体协同吸附处理有机废气，以期达到更好的去除效果。吸附剂吸附废气中的污染物后可以提高污染物在反应器内的整体浓度以及反应的停留时间，使得更多的有机废气得以降解。而等离子体协同催化技术通常将催化剂填充在放电区域中，结合等离子体放电与催化剂的催化作用，可高效降解有机废气，提高其转化过程的COx选择性，并且能降低反应过程的能耗。为了能够充分地发挥以上两种技术的优点，可以在放电区域中填充吸附催化材料，这样既可以利用吸附剂的吸附作用，还可以发挥催化剂的催化作用，而且还结合了等离子体放电。在吸附、催化、放电三者协同作用下，能够更彻底的降解有机废气，减少副产物的生成。 

但是，在等离子体环境下，对所填充的吸附催化材料有特殊要求，如较好的抗氧化性、稳定性，强吸附能力和催化氧化能力。硅藻土具有孔隙度大、吸收性强、化学性质稳定、耐 磨、耐热等特点，作为吸附剂能够大大延长VOCs在反应器内的停留时间，而且硅藻土本身在放电过程还具有良好的稳定性。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种以硅藻土为吸附载体的催化/吸附材料的制备方法，以该方法制备的催化/吸附材料能利用硅藻土的吸附能力延长有机污染物在反应器中的停留时间，同时所负载的金属氧化物在放电过程中可以产生较强的催化氧化作用，从而提高有机物污染物的氧化程度。 

为了解决上述技术问题，本发明提供一种以硅藻土为载体的催化/吸附材料的制备方法，包括如下步骤： 

1)、将硅藻土进行提纯处理，得SiO₂含量≥85％(质量％)的提纯后硅藻土； 

2)、在1份的提纯后硅藻土中加入15～20份的无水乙醇，磁力搅拌(搅拌时间一般至少为0.5小时)，从而形成硅藻土-无水乙醇矿浆； 

于磁力搅拌的作用下，依次加入1～3份金属化合物、0.1～0.3份氧化铝、0.1～0.3份玻璃纤维、0.02～0.04份(较佳为0.02～0.03份)硝酸和5～7份(较佳为6.5～7份)去离子水，混合搅拌20～28小时(较佳为24小时)； 

备注说明：上述硝酸是指65％(质量分数)的浓硝酸。 

所述金属化合物为含锰化合物、含银化合物、含钴化合物中的任意一种或任意两种的组合； 

上述份均指重量份； 

3)、采用去离子水对步骤2)的所得物进行离心洗涤，直至洗脱液为中性为止；得洗涤后矿浆； 

4)、烘干、煅烧： 

将洗涤后矿浆先于80～120℃烘干5～7小时(较佳为100℃烘干6小时)然后于550～650℃煅烧2.5～3.5小时(较佳为600℃煅烧3个小时)；得催化/吸附材料； 

此时，所得的催化/吸附材料中Mn/Ag/Co金属氧化物的负载量约为10％～30％。 

作为本发明的以硅藻土为载体的催化/吸附材料的制备方法的改进： 

在步骤3)和步骤4)之间补充以下内容： 

在100份洗涤后矿浆中加入0.1～0.5份(较佳为0.1～0.3份)的四氯金酸，混合搅拌10～15小时(较佳为12小时)，得含金矿浆；上述份均指重量份；