一种去除挥发性有机物复合型催化剂的制备方法
阅读说明：本技术 一种去除挥发性有机物复合型催化剂的制备方法 (Preparation method of composite catalyst for removing volatile organic compounds ) 是由 赵坤 王源瑞 赵和存 王军 万卷敏 刘静静 赵中源 齐白羽 于 2021-05-13 设计创作，主要内容包括：本发明涉及环境污染治理技术领域,且公开了一种去除挥发性有机物复合型催化剂的制备方法,包括以下步骤,步骤一：先称取硝酸铜14-16g、硝酸锰13-18g、硝酸银8-13g溶解至100ml的纯水中,用玻璃棒搅拌10-20min,若有少量固体物质不能溶解,可加热或者添加纯水,保证其固体物质完全溶解；步骤二：称取100g刚玉(γ-Al2O3)球形颗粒,加入至配制好的溶液中,玻璃棒搅拌10min,30℃条件下负载1h,然后在微波炉中微波10min,再进行一次搅拌；本发明处理成本低、工艺流程简单、可靠,并大大提高了挥发性有机物的处理效率,试验证明在使用复合型催化剂处理挥发性有机物时,处理效率可提高10%以上。(The invention relates to the technical field of environmental pollution treatment, and discloses a preparation method of a composite catalyst for removing volatile organic compounds, which comprises the following steps: weighing 14-16g of copper nitrate, 13-18g of manganese nitrate and 8-13g of silver nitrate, dissolving into 100ml of pure water, stirring for 10-20min by using a glass rod, and heating or adding pure water if a small amount of solid substances cannot be dissolved to ensure that the solid substances are completely dissolved; step two: weighing 100g of corundum (gamma-Al 2O 3) spherical particles, adding the corundum (gamma-Al 2O 3) spherical particles into the prepared solution, stirring for 10min by using a glass rod, loading for 1h at the temperature of 30 ℃, then carrying out microwave for 10min in a microwave oven, and stirring again; the method has the advantages of low treatment cost, simple and reliable process flow and greatly improved treatment efficiency of the volatile organic compounds, and experiments prove that the treatment efficiency can be improved by more than 10 percent when the composite catalyst is used for treating the volatile organic compounds.)
技术领域
本发明涉及环境污染治理技术领域，具体为一种去除挥发性有机物复合型催化剂的制备方法。
背景技术
随着生活质量的逐步提高，建筑装饰、室内装修材料等生产企业数量越来越多，生产过程中会释放苯、甲苯等大量挥发性有机污染物(VOCs)。作为对人体会产生严重危害的有机物之一，其去除途径已引起学界的广泛关注。挥发性有机物是形成细颗粒物、臭氧等二次污染物的重要前体物，进而引发灰霾、光化学烟雾等大气环境问题。
目前催化剂的种类较多，但由于催化剂活性低、失活和负载困难等问题，去除挥发性有机物采用的催化剂吸附量很有限。复合型催化剂的制备，将有效提高催化剂的催化效率，增加吸附量，联合低温等离子体协同催化技术从而达到提高挥发性有机物去除效率的目的。
发明内容
针对现有普通催化剂处理挥发性有机物效率低下、降解不充分、产生大量的二次污染、本发明的目的在于提供一种可以提高挥发性有机物的去除效率的复合型催化剂，将危害严重的挥发性有机物降解为无害的物质。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种去除挥发性有机物复合型催化剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：先称取硝酸铜14-16g、硝酸锰13-18g、硝酸银8-13g溶解至100ml的纯水中，用玻璃棒搅拌10-20min，若有少量固体物质不能溶解，可加热或者添加纯水，保证其固体物质完全溶解；
步骤二：称取100g刚玉（γ-Al2O3）球形颗粒，加入至配制好的溶液中，玻璃棒搅拌10min，30℃条件下负载1h，然后在微波炉中微波10min，再进行一次搅拌；
步骤三：将微波完的催化剂放入烘箱中在105℃条件下干燥2h，保证溶液全部蒸干，然后放入马弗炉中400℃高温焙烧4h， Mn/Cu/Ag混合物全部附着于刚玉表面，刚玉复合型催化剂制备完成。
进一步的，所述步骤一中各种金属化合物量的选取，各种金属化合物金属量不小于5%。
作为本发明再进一步方案，所述步骤二中需要在30℃条件下负载1h，微波炉中微波加热不低于10min。
优选的，所述步骤三中烘箱105℃条件下负载1h。
进一步的，所述步骤三中马弗炉400℃条件下高温焙烧4h。
作为本发明再进一步方案，所述各个步骤中负载加热及液体蒸干过程中为阶梯升温。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明所公开的方法中催化剂比表面积及孔径分析仪（BET）测的催化剂表面光滑致密、孔道结构平整，颗粒分布紧密而匀称、紧凑有规则，能够提供比普通催化剂更强的催化活性。
2.本发明可以有效促进挥发性有机物的深度氧化，将其充分降解为无害的CO2、CO和H2O，绿色环保，该方法处理成本低、工艺流程简单、可靠，并大大提高了挥发性有机物的处理效率，试验证明在使用复合型催化剂处理挥发性有机物时，处理效率可提高10%以。
3.本发明制备的复合型催化剂无论是单独使用还是联合相关技术（DBD）去除挥发性有机物，都将有效提高去除效率。
附图说明
图1为本发明提出的一种去除挥发性有机物复合型催化剂的制备方法的流程结构示意图；
图2为本发明提出的一种去除挥发性有机物复合型催化剂的制备方法的催化剂复合前扫描电镜示意图；
图3为本发明提出的一种去除挥发性有机物复合型催化剂的制备方法的催化剂复合后扫描电镜示意图；
图4为本发明提出的一种去除挥发性有机物复合型催化剂的制备方法的催化剂复合前+DBD（介质阻挡放电）去除挥发性有机物去除效率的对比分析示意图；
图5为本发明提出的一种去除挥发性有机物复合型催化剂的制备方法的催化剂复合后+DBD（介质阻挡放电）去除挥发性有机物去除效率的对比分析示意图。
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1-5，本发明提供一种去除挥发性有机物复合型催化剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：先称取硝酸铜15.0g、硝酸锰16.5g、硝酸银12.0g溶解至100ml的纯水中，用玻璃棒搅拌10-20min，若有少量固体物质不能溶解，可适当加热或者添加少量纯水，保证其固体物质完全溶解。
步骤二：称取100g刚玉（γ-Al2O3）球形颗粒，加入至配制好的溶液中，玻璃棒搅拌10min，30℃条件下负载1h，然后在微波炉中微波10min，再进行一次搅拌；
步骤三：将微波完的催化剂放入烘箱中在105℃条件下干燥2h，保证溶液全部蒸干。然后放入马弗炉中400℃高温焙烧4h， Mn/Cu/Ce混合物全部附着于刚玉表面，刚玉复合型催化剂制备完成。
步骤四：将普通型催化剂（100g）装入反应管中，将采集好的含甲苯(u=300mg/m3)的污染源废气通入（Q=2.5ml/s）反应管，开启气路电源，采用普通型催化剂处理含甲苯废气，采用气相色谱质谱仪（PE-SQ8）检测甲苯，甲苯去除效率为：75.0%（1min）、66.91%（5min）、62.65%（10min）、60.73%（20min）、58.05%（30min）、57.24%（40min）、56.82%（50min）、55.24%（60min）。
步骤五：将复合型催化剂（100g）装入反应管中，将采集好的含甲苯(u=300mg/m3)的污染源废气通入（Q=2.5ml/s）反应管，开启电源，采用复合型催化剂处理含甲苯废气，采用气相色谱质谱仪（PE-SQ8）检测甲苯，甲苯去除效率为：60.11%（1min）、51.72%（5min）、46.71%（10min）、44.45%（20min）、42.59%（30min）、40.14%（40min）、41.35%（50min）、38.54%（60min）。
实施例2
请参阅图1-5，本发明提供一种去除挥发性有机物复合型催化剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：先称取硝酸铜15.0g、硝酸锰16.5g、硝酸银12.0g溶解至100ml的纯水中，用玻璃棒搅拌10-20min，若有少量固体物质不能溶解，可适当加热或者添加少量纯水，保证其固体物质完全溶解。
步骤二：称取100g刚玉（γ-Al2O3）球形颗粒，加入至配制好的溶液中，玻璃棒搅拌10min，30℃条件下负载1h，然后在微波炉中微波10min，再进行一次搅拌；
步骤三：将微波完的催化剂放入烘箱中在105℃条件下干燥2h，保证溶液全部蒸干。然后放入马弗炉中400℃高温焙烧4h， Mn/Cu/Ce混合物全部附着于刚玉表面，刚玉复合型催化剂制备完成。
步骤四：将普通型催化剂（100g）装入DBD（介质阻挡放电）反应管中，将采集好的含甲苯(u=300mg/m3)的污染源废气通入（Q=2.5ml/s）反应管，开启电源，采用复合型催化剂联合DBD技术处理含甲苯废气，采用气相色谱质谱仪（PE-SQ8）检测甲苯，甲苯去除效率为：95.73%（1min）、87.82%（5min）、85.27%（10min）、83.45%（20min）、81.91%（30min）、80.55%（40min）、78.23%（50min）、77.82%（60min）。
步骤五：将复合型催化剂（100g）装入DBD（介质阻挡放电）反应管中，将采集好的含甲苯(u=300mg/m3)的污染源废气通入（Q=2.5ml/s）反应管，开启电源，采用复合型催化剂联合DBD技术处理含甲苯废气，采用气相色谱质谱仪（PE-SQ8）检测甲苯，甲苯去除效率为：96.73%（1min）、92.55%（5min）、88.27%（10min）、85.0%（20min）、84.82%（30min）、82.47%（40min）、81.59%（50min）、81.0%（60min）。
实施例3
请参阅图1-5，本发明提供一种去除挥发性有机物复合型催化剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：先称取硝酸铜15.0g、硝酸锰16.5g、硝酸银12.0g溶解至100ml的纯水中，用玻璃棒搅拌10-20min，若有少量固体物质不能溶解，可适当加热或者添加少量纯水，保证其固体物质完全溶解。
步骤二：称取100g刚玉（γ-Al2O3）球形颗粒，加入至配制好的溶液中，玻璃棒搅拌10min，30℃条件下负载1h，然后在微波炉中微波10min，再进行一次搅拌；
步骤三：将微波完的催化剂放入烘箱中在105℃条件下干燥2h，保证溶液全部蒸干。然后放入马弗炉中400℃高温焙烧4h， Mn/Cu/Ce混合物全部附着于刚玉表面，刚玉复合型催化剂制备完成。
步骤四：将普通型催化剂（100g）装入反应管中，将采集好的含苯(u=200mg/m3)的污染源废气通入（Q=2.5ml/s）反应管，开启气路电源，采用普通型催化剂处理含苯废气，采用气相色谱质谱仪（PE-SQ8）检测苯，苯去除效率为：55.22%（1min）、53.72%（5min）、46.71%（10min）、44.45%（20min）、42.59%（30min）、42.12%（40min）、41.35%（50min）、40.11%（60min）。
步骤五：将复合型催化剂（100g）装入反应管中，将采集好的含苯(u=300mg/m3)污染源废气通入（Q=2.5ml/s）反应管，开启气路电源，采用复合型催化剂处理含甲苯废气，采用气相色谱质谱仪（PE-SQ8）检测甲苯，苯去除效率为：65.32%（1min）、62.91%（5min）、57.65%（10min）、55.73%（20min）、53.05%（30min）、54.12%（40min）、51.82%（50min）、50.24%（60min）。
实施例4
请参阅图1-5，本发明提供一种去除挥发性有机物复合型催化剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：先称取硝酸铜15.0g、硝酸锰16.5g、硝酸银12.0g溶解至100ml的纯水中，用玻璃棒搅拌10-20min，若有少量固体物质不能溶解，可适当加热或者添加少量纯水，保证其固体物质完全溶解。
步骤二：称取100g刚玉（γ-Al2O3）球形颗粒，加入至配制好的溶液中，玻璃棒搅拌10min，30℃条件下负载1h，然后在微波炉中微波10min，再进行一次搅拌；
步骤三：将微波完的催化剂放入烘箱中在105℃条件下干燥2h，保证溶液全部蒸干。然后放入马弗炉中400℃高温焙烧4h， Mn/Cu/Ce混合物全部附着于刚玉表面，刚玉复合型催化剂制备完成。
步骤四：将普通型催化剂（100g）装入DBD（介质阻挡放电）反应管中，将采集好的含苯(u=200mg/m3)的污染源废气通入（Q=2.5ml/s）反应管，开启气路及DBD装置电源，采用复合型催化剂联合DBD技术处理含苯废气，采用气相色谱质谱仪（PE-SQ8）检测苯，苯去除效率为：89.73%（1min）、87.55%（5min）、83.27%（10min）、80.0%（20min）、79.82%（30min）、76.55%（40min）、76.59%（50min）、76.0%（60min）。
步骤五：将复合型催化剂（100g）装入DBD（介质阻挡放电）反应管中，将采集好的含苯(u=200mg/m3)的污染源废气通入（Q=2.5ml/s）反应管，开启电源，采用复合型催化剂联合DBD技术处理含苯废气，采用气相色谱质谱仪（PE-SQ8）检测苯，苯去除效率为：82.22%（1min）、77.82%（5min）、75.27%（10min）、73.45%（20min）、71.91%（30min）、67.31%（40min）、68.23%（50min）、67.82%（60min）。
本发明使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再详述。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。