[发明专利]一种用于VOC治理的复合催化材料的制备方法

说明书

本发明公开一种用于VOC治理的复合催化材料的制备方法，步骤和条件如下：步骤(1)：吸附材料的预处理；步骤(2)：利用带不同电荷的表面活性剂的水溶液，制备表面带有电荷的植物纤维；步骤(3)：合成与步骤(2)所得的表面带有电荷的植物纤维表面电荷相反的纳米粒子；步骤(4)：制备催化剂/植物纤维复合物。有益效果：本发明选取吸附、普通催化降解和光催化降解技术进行综合改造，达到了更佳的效果。

技术领域

本发明涉及，特别是涉及一种用于VOC治理的复合催化材料的制备方法。

背景技术

1、目前VOC问题。

继我国在液体和固体污染治理领域投入了巨大研究资金和实行了诸多政策措施后，液固污染得到了一定的控制，而之后需要进行环境治理正是大气污染治理，这也是环境治理工作中的一大难点和重点，是蓝天保卫战工作的重要内容之一。

大气污染物是由诸多污染物组成的复杂混合物，其中挥发性有机物(VOCs)是大气污染物的重要组成部分。VOC的种类很多，根据其结构主要分为芳香类碳氢化合物，脂肪类碳氢化合物，卤代烃，醇、醛、酮、多元醇类化合物，醚、酚、环氧类化合物，脂、酸类化合物，胺、腈类化合物及其他。主要来源于煤、石油、天然气为燃料活原料的工业以及其他相关的化学工业。

VOC是除颗粒物以外的第2大分布广泛和种类繁多的排放物，其危害根据种类的不同也有所差别。主要表现在火灾和爆炸、对人体健康的危害和光化学污染等方面。目前，VOC对环境和人体造成了很大的危害，如何妥善治理VOC已成为人民研究的焦点问题之一。

目前市面上已经出现有环保相关材料或设备，如在家庭装修方面有环保漆，但环保漆在排放达标的同时往往性能与传统漆料有较大劣势；市面上常见的空气净化器主要采用吸附的原理，此类空气净化器不能长时间使用或不能在环境更加恶劣、VOC浓度很高的工业条件中使用。因此，采用通过催化剂吸附分解VOC气体，自身再生性能好可以在高浓度环境下长时间使用的气体催化方案便成为了我们研究的重点。

2、主要处理方法。

催化氧化是一种用于消除挥发性有机物的有效途径之一，高性能催化剂的研发是关键。目前使用的消除VOCs的催化剂存在低温活性较差、稳定性欠佳、使用寿命短以及价格昂贵等问题。因此，设计并制备用于消除中低浓度的有机废气的催化活性高、稳定性好、价格低的催化剂并探明其催化反应机理具有重要的理论意义和实用价值。

目前VOCs的处理技术主要有吸附、吸收、冷凝、膜分离、光催化降解、生物降解、等离子体技术和催化燃烧技术等。而这些处理技术都各有自己的优缺点，吸附法是目前用途和适用规模最大的处理方法之一。吸附法具有生产成本低廉、操作维护基本无难度、吸附效果见效快等有点。但同时吸附材料本身不能降解减少VOC的总量，当原始污染源消除或源强度降低到一定程度后，材料所吸附的VOC成为污染源，VOC的二次散发会明现增大室内VOC的浓度，且可维持数月甚至数年，因此目前市面上运用吸附法的设备需要定期更换吸附材料。冷凝法一般只适用于VOC浓度较高，且要求VOC组分沸点较高便于冷凝。膜分离法具有较高选择性，但本身生产和操作难度相对较大，常用于液体物质的分离。光催化降解法相较于普通催化剂，使用了光源提供活化能所需要的能量，因此具有较高的催化效率，但因为光直线传播的特点，催化的有效面积取决于光源的投影面积，背对光源的催化剂往往因为无法受光而无法进行催化反应，且光催化剂对所提供的光源的波长有一定的要求，通过后续对光催化剂做一定的化学修饰后可使所需要的激发光红移，降低技术难度。生物降解法对环境温度、适度、气压等有一定的要求以维持微生物的生存，且VOC不能对微生物本身具有毒副作用，因此只对特定种类的VOC进行降解。等离子体技术和催化燃烧技术则需要较高耗能。

综上所述，目前主要的VOC处理技术都有各自的处理有点以及缺陷。如何使吸附、普通催化降解和光催化降解进行综合性改造，以求达到更加高的效果是本领域的难题。

发明内容