[发明专利]一种紫外光催化去除VOCs的催化剂及其制备方法有效
申请号: | 201710681746.7 | 申请日: | 2017-08-10 |
公开(公告)号: | CN107497478B | 公开(公告)日: | 2020-04-14 |
发明(设计)人: | 杨琦武;刘文;张媛;庄大为;张立兴 | 申请(专利权)人: | 中国天辰工程有限公司;天津天辰绿色能源工程技术研发有限公司 |
主分类号: | B01J29/48 | 分类号: | B01J29/48;B01J31/36;B01J29/03;B01J29/04;B01D53/86;B01D53/44 |
代理公司: | 天津滨海科纬知识产权代理有限公司 12211 | 代理人: | 刘莹 |
地址: | 300400*** | 国省代码: | 天津;12 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 紫外 光催化 去除 vocs 催化剂 及其 制备 方法 | ||
本发明提供了一种紫外光催化去除VOCs的催化剂及其制备方法,催化剂的活性组分为BiaVbMcOx,其中M为Co(III)、Ce(IV)、Cu(II)、Fe(III)、Ag(I)中的一种或几种,0.2≤a≤1,0.2≤b≤1,0≤c≤0.5。该催化剂为氧化物外表面覆盖载体。本发明所述催化剂可以在185n或254nm的紫外光照射下,高效、快速的将低浓度VOCs转化为CO2和水。
技术领域
本发明属于无机化学环境保护催化材料技术领域,尤其是涉及一种紫外光催化去除VOCs的催化剂及其制备方法。
背景技术
VOCs(volatile organic compounds),挥发性有机物,是指常温下饱和蒸汽压大于70Pa、常压下沸点在260℃以下的有机化合物,或在20℃条件下蒸汽压大于或者等于10Pa具有相应挥发性的全部有机化合物。
有机废气种类繁多,由于其挥发性较强被统称为VOCs。它通过呼吸道和皮肤进入人体后,能给人的内部器官造成暂时性或永久性损害,甚至还可经遗传伤害下一代健康(如脑瘫儿等)。工业生产和家庭装修过程中都会产生大量废气,主要包括各种醛类、烃类、酮类、胺类、酸类、醇类等,它们严重危害了人类健康。
据统计,VOCs多达上千种,目前国内工业上VOCs主要处理方式是吸附、催化燃烧、生物处理。吸附和催化燃烧一般适用于几千ppm以上高浓度VOCs处理;生物法反应速度慢、去除VOCs种类单一;低浓度VOCs一般使用光催化分解,常规的光催化剂TiO2,由于TiO2容易发生光生电子和空穴的重新复合,使其催化活性大打折扣;因此,亟需一种新的催化剂,可以利用光催化技术可有效去除低浓度(500ppm以下)有机废气,实现低浓度VOCs的高效、快速、高去除率;实现有机废气的近零排放,减少对环境伤害。
发明内容
有鉴于此,本发明旨在提出一种紫外光催化去除VOCs的催化剂及其制备方法,以克服现有技术的不足,该催化剂使用Bi/V作为主要活性成分,避免了二氧化钛的导电性差且光生电子和空穴容易重组的缺点,提高了催化剂的光利用率和催化效率;将活性组分与具有高比表面、高吸附能力的载体结合,实现了VOCs富集、分解过程原位完成,提高了VOCs处理速率;同时将活性组分“反包覆”在载体外,避免了载体浸渍制备法使大量的活性组分进入孔道内部,降低接受紫外线照射的缺点。
为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
一种紫外光催化去除VOCs的催化剂,其活性组分为BiaVbMcOx,其中M为Co(III)、Ce(IV)、Cu(II)、Fe(III)、Ag(I)中的一种或几种,0.2≤a≤1,0.2≤b≤1,0≤c≤0.5。
优选的,4≤a≤0.6,0.4≤b≤0.6,0≤c≤0.2。
优选的,还包括载体,且所述载体为HZSM-5、MCM-41或活性炭;所述活性组分通过粘合剂包覆在载体外表面。
优选的,所述活性组分与载体的质量比为0.1~1,优选的,0.2~0.5。
优选的,所述粘合剂为铝溶胶、硅溶胶、羧甲基纤维素钠、壳聚糖中的一种或两种以上;粘合剂的质量分数为0.1%~5%。
本发明还提供了一种如上所述的紫外光催化去除VOCs的催化剂的方法,包括如下步骤,
1)将硝酸铋、偏钒酸铵、M的硝酸盐,加入乙二醇加热溶解或加入硝酸配成溶液;
2)将步骤1)的溶液,静置12~36h,然后再烘箱中烘干,再在400~600焙烧,得到复合氧化物活性组分。
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