CN107497478A - 一种紫外光催化去除VOCs的催化剂及其制备方法 - Google Patents
一种紫外光催化去除VOCs的催化剂及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107497478A CN107497478A CN201710681746.7A CN201710681746A CN107497478A CN 107497478 A CN107497478 A CN 107497478A CN 201710681746 A CN201710681746 A CN 201710681746A CN 107497478 A CN107497478 A CN 107497478A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- catalyst
- vocs
- ultraviolet catalytic
- solution
- active component
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 47
- 239000012855 volatile organic compound Substances 0.000 title claims abstract description 47
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 title claims abstract description 21
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N Fe3+ Chemical compound [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 39
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 28
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 13
- DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N acetic acid;2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanal;sodium Chemical compound [Na].CC(O)=O.OCC(O)C(O)C(O)C(O)C=O DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 7
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 6
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 claims description 4
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 4
- RXPAJWPEYBDXOG-UHFFFAOYSA-N hydron;methyl 4-methoxypyridine-2-carboxylate;chloride Chemical compound Cl.COC(=O)C1=CC(OC)=CC=N1 RXPAJWPEYBDXOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 4
- UNTBPXHCXVWYOI-UHFFFAOYSA-O azanium;oxido(dioxo)vanadium Chemical compound [NH4+].[O-][V](=O)=O UNTBPXHCXVWYOI-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 3
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 claims description 2
- -1 drying Afterwards Substances 0.000 claims description 2
- 235000019812 sodium carboxymethyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 2
- 229920001027 sodium carboxymethylcellulose Polymers 0.000 claims description 2
- 238000009736 wetting Methods 0.000 claims description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical group [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims 1
- XDBSEZHMWGHVIL-UHFFFAOYSA-M hydroxy(dioxo)vanadium Chemical compound O[V](=O)=O XDBSEZHMWGHVIL-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- 150000002927 oxygen compounds Chemical class 0.000 claims 1
- PPNKDDZCLDMRHS-UHFFFAOYSA-N dinitrooxybismuthanyl nitrate Chemical class [Bi+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O PPNKDDZCLDMRHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 description 12
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 12
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 12
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- 238000010009 beating Methods 0.000 description 8
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229920003123 carboxymethyl cellulose sodium Polymers 0.000 description 7
- 229940063834 carboxymethylcellulose sodium Drugs 0.000 description 7
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 5
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- UFMZWBIQTDUYBN-UHFFFAOYSA-N cobalt dinitrate Chemical class [Co+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O UFMZWBIQTDUYBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001981 cobalt nitrate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N copper(II) nitrate Chemical class [Cu+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 2
- 230000036541 health Effects 0.000 description 2
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 2
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 241000894007 species Species 0.000 description 2
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 2
- 101000911390 Homo sapiens Coagulation factor VIII Proteins 0.000 description 1
- 206010033799 Paralysis Diseases 0.000 description 1
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000011953 bioanalysis Methods 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000002153 concerted effect Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000005034 decoration Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000000686 essence Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 102000057593 human F8 Human genes 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Chemical class 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 230000003902 lesion Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000036632 reaction speed Effects 0.000 description 1
- 229940047431 recombinate Drugs 0.000 description 1
- 210000002345 respiratory system Anatomy 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229910001961 silver nitrate Inorganic materials 0.000 description 1
- SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N silver(1+) nitrate Chemical class [Ag+].[O-]N(=O)=O SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J29/40—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the pentasil type, e.g. types ZSM-5, ZSM-8 or ZSM-11, as exemplified by patent documents US3702886, GB1334243 and US3709979, respectively
- B01J29/48—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the pentasil type, e.g. types ZSM-5, ZSM-8 or ZSM-11, as exemplified by patent documents US3702886, GB1334243 and US3709979, respectively containing arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
- B01D53/8678—Removing components of undefined structure
- B01D53/8687—Organic components
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/03—Catalysts comprising molecular sieves not having base-exchange properties
- B01J29/0308—Mesoporous materials not having base exchange properties, e.g. Si-MCM-41
- B01J29/0341—Mesoporous materials not having base exchange properties, e.g. Si-MCM-41 containing arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/041—Mesoporous materials having base exchange properties, e.g. Si/Al-MCM-41
- B01J29/045—Mesoporous materials having base exchange properties, e.g. Si/Al-MCM-41 containing arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J31/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
- B01J31/26—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing in addition, inorganic metal compounds not provided for in groups B01J31/02 - B01J31/24
- B01J31/36—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing in addition, inorganic metal compounds not provided for in groups B01J31/02 - B01J31/24 of vanadium, niobium or tantalum
-
- B01J35/39—
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/70—Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
- B01D2257/708—Volatile organic compounds V.O.C.'s
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2229/00—Aspects of molecular sieve catalysts not covered by B01J29/00
- B01J2229/10—After treatment, characterised by the effect to be obtained
- B01J2229/18—After treatment, characterised by the effect to be obtained to introduce other elements into or onto the molecular sieve itself
- B01J2229/186—After treatment, characterised by the effect to be obtained to introduce other elements into or onto the molecular sieve itself not in framework positions
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
Abstract
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。
Description
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。
3)将活性组分均匀分散于粘合剂溶液中形成浆料，将润湿后的载体浸入浆料中，烘干后，得到催化剂。
优选的，步骤1)中，加入乙二醇后，在40～80℃下恒温水浴加热溶解；步骤2)中，烘干温度为80-150℃；步骤3)中，烘干温度为80-150℃。
优选的，步骤1)配制的溶液中，硝酸铋、偏钒酸铵、M的硝酸盐的浓度为0.05M至饱和状态；优选的，0.05～1M。
本发明同时提供如上所述的紫外光催化去除VOCs的催化剂在VOCs去除中的应用。
本发明也提供了如上所述的制备方法制备的紫外光催化去除VOCs的催化剂在VOCs去除中的应用。
相对于现有技术，本发明所述的紫外光催化去除VOCs的催化剂及其制备方法，具有以下优势：
(1)本发明所述的催化剂使用Bi/V作为主要活性成分，以Co(III)、Ce(IV)、Cu(II)、Fe(III)、Ag(I)为协同催化组分，形成了复合氧化物，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；
(2)本发明所述的催化剂，将活性组分与具有高比表面、高吸附能力的载体结合，得到了高比表面的催化剂，实现了VOCs富集、分解过程原位完成，提高了VOCs处理速率；
(3)本发明所述的催化剂，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。
(4)本发明所述的催化剂，在185nm-254nm紫外光照射下，数分钟至数小时内可达到500ppm以下的VOCs去除率90％-95％，部分有机物可达到99％以上。
附图说明
图1为本发明实施例六中的活性组分的XRD图；
图2为本发明实施例中所使用的评价装置的示意图；
1、空气瓶；2、甲苯瓶；3、混合瓶；4、反应瓶；5、气相色谱；6、质量流量计。
具体实施方式
除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
下面结合实施例来详细说明本发明。
实施例1
P1，称取9.70g硝酸铋，0.78g偏钒酸铵和1.61g硝酸铜，加入至15ml乙二醇中，置于60度恒温水浴搅拌溶解；
P2，将P1溶液常温静置24h后，放置烘箱中100℃烘干，在500℃焙烧6h后得到活性组分；
P3，称取P2的5g活性组分，与30g的质量分数0.5％羧甲基纤维素钠溶液，混合打浆；
P4，将25gHZSM-5加入P3溶液中，搅拌混合均匀，在120℃烘干，得到光催化VOCs分解催化剂。
实施例2
P1，称取9.70g硝酸铋，7.02g偏钒酸铵和5.82g硝酸钴，加入至30ml乙二醇中，置于60度恒温水浴搅拌溶解；
P2，将P1溶液常温静置24h后，放置烘箱中80℃烘干，在500℃焙烧5h后得到活性组分；
P3，称取P2的5g活性组分，与12g的质量分数5％硅溶胶，混合打浆；
P4，将10gMCM-41加入P3溶液中，搅拌混合均匀，在120℃烘干，得到光催化VOCs分解催化剂。
实施例3
P1，称取9.70g硝酸铋，1.56g偏钒酸铵，加入至1M硝酸中，搅拌溶解；
P2，将P1溶液常温静置24h后，放置烘箱中120℃烘干，在600℃焙烧6h后得到活性组分；
P3，称取P2的1g活性组分，与20g的质量分数3％壳聚糖溶液，混合打浆；
P4，将20g活性炭加入P3溶液中，搅拌混合均匀，在80℃烘干，得到光催化VOCs分解催化剂。
实施例4
P1，称取9.70g硝酸铋，2.34g偏钒酸铵和4.04g硝酸铁，加入至15ml乙二醇中，置于60度恒温水浴搅拌溶解；
P2，将P1溶液常温静置24h后，放置烘箱中90℃烘干，在500℃焙烧6h后得到活性组分；
P3，称取P2的5g活性组分，与8g的质量分数5％铝溶胶溶液，混合打浆；
P4，将5gHZSM-5加入P3溶液中，搅拌混合均匀，在120℃烘干，得到光催化VOCs分解催化剂。
实施例5
P1，称取9.70g硝酸铋，2.11g偏钒酸铵和0.34g硝酸银，加入至1M硝酸，搅拌溶解；
P2，将P1溶液常温静置24h后，放置烘箱中120℃烘干，在500℃焙烧6h后得到活性组分；
P3，称取P2的3g活性组分，与20g的质量分数1％羧甲基纤维素钠溶液，混合打浆；
P4，将15gHZSM-5加入P3溶液中，搅拌混合均匀，在120℃烘干，得到光催化VOCs分解催化剂。
实施例6
P1，称取9.70g硝酸铋，2.34g偏钒酸铵，加入至15ml乙二醇中，置于60度恒温水浴搅拌溶解；
P2，将P1溶液常温静置24h后，放置烘箱中120℃烘干，在400℃焙烧6h后得到活性组分；
P3，称取P2的3g活性组分，与15g的质量分数0.5％壳聚糖溶液，混合打浆；
P4，将10gHZSM-5加入P3溶液中，搅拌混合均匀，在120℃烘干，得到光催化VOCs分解催化剂。
实施例7
P1，称取9.70g硝酸铋，1.70g偏钒酸铵和0.87g硝酸铈，加入至15ml乙二醇中，置于60度恒温水浴搅拌溶解；
P2，将P1溶液常温静置24h后，放置烘箱中110℃烘干，在500℃焙烧6h后得到活性组分；
P3，称取P2的3g活性组分，与20g的质量分数1％羧甲基纤维素钠溶液，混合打浆；
P4，将7.5gHZSM-5加入P3溶液中，搅拌混合均匀，在120℃烘干，得到光催化VOCs分解催化剂。
实施例8
P1，称取9.70g硝酸铋，2.34g偏钒酸铵，0.65g硝酸钴和0.97g硝酸铈，加入至20ml乙二醇中，置于80度恒温水浴搅拌溶解；
P2，将P1溶液常温静置24h后，放置烘箱中_110度烘干，在500度焙烧6h后得到活性组分；
P3，称取P2的1g活性组分，与15g的质量分数0.5％羧甲基纤维素钠溶液，混合打浆；
P4，将10gMCM-41加入P3溶液中，搅拌混合均匀，在120℃烘干，得到光催化VOCs分解催化剂。
实施例9
P1，称取9.70g硝酸铋，2.34g偏钒酸铵，1.81g硝酸铜和3.26g硝酸铈，加入至1M硝酸中，搅拌溶解；
P2，将P1溶液常温静置24h后，放置烘箱中120℃烘干，在500℃焙烧6h后得到活性组分；
P3，称取P2的5g活性组分，与20g的质量分数0.5％羧甲基纤维素钠溶液，混合打浆；
P4，将10gHZSM-5加入P3溶液中，搅拌混合均匀，在120℃烘干，得到光催化VOCs分解催化剂。
实施例10
P1，称取9.70g硝酸铋，0.94g偏钒酸铵和0.25g硝酸铈，加入至15ml乙二醇中，置于60度恒温水浴搅拌溶解；
P2，将P1溶液常温静置24h后，放置烘箱中120℃烘干，在500℃焙烧6h后得到活性组分；
P3，称取P2的3g活性组分，与15g的质量分数2％羧甲基纤维素钠溶液，混合打浆；
P4，将10g活性炭加入P3溶液中，搅拌混合均匀，在120℃烘干，得到光催化VOCs分解催化剂。
实施例六制备的催化剂的XRD表征如图1所示，可以显示形成了Bi/V的复合氧化物，其他实施例制备的催化剂同样形成类似复合氧化物。
对比例1：
P1，称取9.70g硝酸铋，2.34g偏钒酸铵，加入至15ml乙二醇中，置于60度恒温水浴搅拌溶解；
P2，10gHZSM-5加入P1溶液，常温静置24h后，放置烘箱中120℃烘干，在400度焙烧6h后得到对比例1催化剂。
对比例2：
P1，称取9.70g硝酸铋，2.34g偏钒酸铵，加入至15ml乙二醇中，置于60度恒温水浴搅拌溶解；
P2，将P1溶液常温静置24h后，放置烘箱中120℃烘干，在400℃焙烧6h后得到对比例2催化剂。
对比例3：
P1，称取3g市售TiO2，与15g的质量分数0.5％羧甲基纤维素钠溶液，混合打浆
P2，将10gHZSM-5加入P1溶液中，搅拌混合均匀，在120℃烘干，得到对比例3催化剂。
通过对实施例和对比例进行比表面和EDS表面Bi含量的测量(表1)，表明活性组分通过粘结剂的作用涂覆到载体的表面，而不是进入载体骨架。
检测方法：采用安捷伦7890B双通道气相色谱仪测定甲苯、CO2浓度；甲苯检测色谱柱为DB-Wax，检测器为FID；CO2检测色谱柱为PQ柱，检测器TCD；气相色谱程序升温条件：柱温50℃，以10℃/min的速率升至120℃，保持3min，设置进样口温度150℃、检测器温度300℃。
评价方法：使用如图2所示的评价装置，初始浓度控制在400-450ppm之间，通过调节气体流速来控制气体停留时间，紫外灯28W，模拟工业连续装置进行连续评价。
表1：实施例及对比例表征与评价结果对比
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种紫外光催化去除VOCs的催化剂，其特征在于：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。
2.根据权利要求1所述的紫外光催化去除VOCs的催化剂，其特征在于：.4≤a≤0.6，0.4≤b≤0.6，0≤c≤0.2。
3.根据权利要求1所述的紫外光催化去除VOCs的催化剂，其特征在于：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。
4.根据权利要求3所述的紫外光催化去除VOCs的催化剂，其特征在于：所述活性组分与载体的质量比为0.1～1，优选的，0.2～0.5。
5.根据权利要求3所述的紫外光催化去除VOCs的催化剂，其特征在于：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％。
6.一种如权利要求1～5任一项所述的紫外光催化去除VOCs的催化剂的方法，其特征在于：包括如下步骤，
1)将硝酸铋、偏钒酸铵、M的硝酸盐，加入乙二醇中并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。
3)将活性组分均匀分散于粘合剂溶液中形成浆料，将润湿后的载体浸入浆料中，烘干后，得到催化剂。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：步骤1)中，加入乙二醇后，在40～80℃下恒温水浴加热溶解；步骤2)中，烘干温度为80-150℃；步骤3)中，烘干温度为80-150℃。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：步骤1)配制的溶液中，硝酸铋、偏钒酸铵、M的硝酸盐的浓度为0.05M至饱和状态；优选的，0.05～1M。
9.根据权利要求1～5任一项所述的紫外光催化去除VOCs的催化剂在VOCs去除中的应用。
10.根据权利要求6或7所述的制备方法制备的紫外光催化去除VOCs的催化剂在VOCs去除中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710681746.7A CN107497478B (zh) | 2017-08-10 | 2017-08-10 | 一种紫外光催化去除VOCs的催化剂及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710681746.7A CN107497478B (zh) | 2017-08-10 | 2017-08-10 | 一种紫外光催化去除VOCs的催化剂及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107497478A true CN107497478A (zh) | 2017-12-22 |
| CN107497478B CN107497478B (zh) | 2020-04-14 |
Family
ID=60689648
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710681746.7A Active CN107497478B (zh) | 2017-08-10 | 2017-08-10 | 一种紫外光催化去除VOCs的催化剂及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107497478B (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110252133A (zh) * | 2019-06-21 | 2019-09-20 | 厦门爱迪特环保科技有限公司 | 一种有机废气净化剂的制备方法 |
| CN110252093A (zh) * | 2019-06-21 | 2019-09-20 | 厦门爱迪特环保科技有限公司 | 一种石化污水池有机废气去除***及方法 |
| CN114487190A (zh) * | 2022-01-25 | 2022-05-13 | 南京信息工程大学 | 一种基于光pid传感器的医用人体呼出voc气体检测装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104923212A (zh) * | 2015-05-21 | 2015-09-23 | 大连民族学院 | 一种具有可见光活性的BixCe1-xVO4纳米棒及制备方法 |
| JP2017100057A (ja) * | 2015-11-30 | 2017-06-08 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 特徴的な吸収バンドを有する半導体光触媒及びその製造方法 |
-
2017
- 2017-08-10 CN CN201710681746.7A patent/CN107497478B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104923212A (zh) * | 2015-05-21 | 2015-09-23 | 大连民族学院 | 一种具有可见光活性的BixCe1-xVO4纳米棒及制备方法 |
| JP2017100057A (ja) * | 2015-11-30 | 2017-06-08 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 特徴的な吸収バンドを有する半導体光触媒及びその製造方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 索静等: "负载型 Cu-BiVO4 复合光催化剂的制备及可见光降解气相甲苯", 《催化学报》 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110252133A (zh) * | 2019-06-21 | 2019-09-20 | 厦门爱迪特环保科技有限公司 | 一种有机废气净化剂的制备方法 |
| CN110252093A (zh) * | 2019-06-21 | 2019-09-20 | 厦门爱迪特环保科技有限公司 | 一种石化污水池有机废气去除***及方法 |
| CN114487190A (zh) * | 2022-01-25 | 2022-05-13 | 南京信息工程大学 | 一种基于光pid传感器的医用人体呼出voc气体检测装置 |
| CN114487190B (zh) * | 2022-01-25 | 2023-10-03 | 南京信息工程大学 | 一种基于光pid传感器的医用人体呼出voc气体检测装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107497478B (zh) | 2020-04-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106622227B (zh) | 一种室内空气净化的单原子催化剂的制备方法 | |
| CN106140090B (zh) | 一种用于去除室内甲醛的MnO2-ACF材料及其制备方法 | |
| WO2015149499A1 (zh) | 一种低温高效脱硝催化剂及其制备方法 | |
| CN102049256B (zh) | 一种废水处理催化剂及其制备方法 | |
| CN102824909B (zh) | 一种低温催化燃烧挥发性有机物催化剂及其制备方法 | |
| CN103521218B (zh) | 一种处理挥发性有机物的光催化剂的制备方法 | |
| CN111135823B (zh) | 一种湿式氧化催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN104874347B (zh) | 一种TiO2负载氮掺杂石墨烯海绵的制备方法及其应用 | |
| CN106732640B (zh) | 一种以改性海泡石为载体的臭氧分解催化剂网板的制备方法 | |
| CN102838168A (zh) | 同时室温去除空气中臭氧和甲醛的介孔氧化锰纳米材料 | |
| CN103977755B (zh) | 一种高催化氧化活性空气净化材料 | |
| CN103816900B (zh) | 一种金属氧化物/TiO2纳米催化剂及其制备方法 | |
| CN107497478A (zh) | 一种紫外光催化去除VOCs的催化剂及其制备方法 | |
| CN104174425B (zh) | 一种用于挥发性有机物催化氧化的催化剂及其制备方法 | |
| CN107744806A (zh) | 一种以膨胀石墨为载体催化分解臭氧的催化剂的制备方法 | |
| CN106955728B (zh) | 一种高效负载型臭氧氧化催化剂的制备方法与应用 | |
| CN107008323B (zh) | 一种用于烟气脱硫脱硝的活性炭催化剂制备方法 | |
| CN107497442A (zh) | 一种制备高效稀土元素负载铜铝基催化剂的方法及其所制备的催化剂 | |
| CN107754809A (zh) | 降解VOCs废气的Cu‑Mn‑Zr复合催化剂和制备方法 | |
| CN107790152A (zh) | 一种用于脱除有害气体的催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN106669596A (zh) | Cnx改性硅藻土的制备和利用其吸附刚果红废水的方法 | |
| CN107008228B (zh) | 一种三维改性石墨烯滤网的制备方法 | |
| CN107262147B (zh) | 一种耐硫性催化燃烧催化剂及制备方法 | |
| CN113198484A (zh) | 一种低温CO-SCR脱硝Fe-Ce/AC催化剂及其制备方法与应用 | |
| CN102772953B (zh) | 一种负载脱硝催化剂的复合滤料的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240103 Address after: 300400 Beijing Tianjin Road, Beichen District, Tianjin Patentee after: CHINA TIANCHEN ENGINEERING Co.,Ltd. Patentee after: TIANJIN TIANCHEN GREEN ENERGY ENGINEERING TECHNOLOGY RESEARCH & DEVELOPMENT Co.,Ltd. Patentee after: China Chemical Equipment Technology Group Co.,Ltd. Address before: No. 1 Jingjin Road, Beichen District, Tianjin City, 300400 Patentee before: CHINA TIANCHEN ENGINEERING Co.,Ltd. Patentee before: TIANJIN TIANCHEN GREEN ENERGY ENGINEERING TECHNOLOGY RESEARCH & DEVELOPMENT Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right |