[发明专利]一种用于挥发性有机废气净化的复合光催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于挥发性有机废气净化的复合光催化剂及其制备方法，属于大气环境保护的环境催化材料领域。

背景技术

挥发性有机物是造成大气污染的主要有害物之一，也是造成光化学污染，形成细颗粒物(PM2.5)的主要来源，导致人类中枢神经系统、呼吸系统、免疫系统、生殖系统等的异常(J.J.Spivey,Ind.Eng.Chem Res 1987,26:2165-2180)，造成急性和慢性中毒，致癌及基因突变等。虽然，催化燃烧广泛用于挥发性有机废气的净化，但是催化燃烧的工作温度一般在300℃以上。由于催化燃烧技术温度较高，不适合用于低浓度的挥发性有机废气、室内低浓度挥发性有机物的处理。由于光催化剂在室温下工作，因此在处理低浓度挥发性有机物领域具有独特的优势。然而，挥发性有机废气的光催化设备的关键是光催化剂。

目前，光催化剂研究领域主要是有机废水的降解，在挥发性有机废气处理领域相对较少，催化剂也主要是粉末催化剂。然而，粉末催化剂无法用于挥发性有机废气的处理，为此催化剂必须负载化。中国发明专利CN 103100368A公开了一种降解VOCs的整体式催化剂的制备方法，用溶胶-凝胶法制备TiO₂光催化剂的同时，用Pd对其改性，再通过喷射法将Pd-TiO₂负载到多孔陶瓷表面，得到催化剂。中国发明专利CN 1887416A公开了泡沫镍负载改性纳米TiO₂的制备方法，催化剂用于降解甲醛和挥发性有机物。然而，该催化剂的制备方法比较复杂。因此，如何提高催化剂性能和简化催化剂制备工艺，是该领域研究的重点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于挥发性有机废气净化的复合光催化剂及其制备方法，为解决该技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种用于挥发性有机废气净化的复合光催化剂，由堇青石蜂窝陶瓷载体和Nb-TiO₂、SmVO₄、C₃N₄、Nb₂O₅、Ag₂O、SiO₂组成，Nb-TiO₂、SmVO₄、C₃N₄、Nb₂O₅、Ag₂O和SiO₂总负载量为堇青石蜂窝陶瓷载体的20～100g/L。

本发明的复合光催化剂是将Nb-TiO₂、SmVO₄、C₃N₄、Nb(OH)₅(以Nb₂O₅计)、AgOH(以Ag₂O计)、硅溶胶(以SiO₂计)按质量比为50:30:8:1.9:0.1:10,均匀涂覆在堇青石蜂窝陶瓷载体表面，并用高压气体吹出蜂窝陶瓷载体孔隙内多余的浆液，经110℃干燥，500℃焙烧。

所述Nb-TiO₂的制备方法为按照摩尔比Ti：Nb＝97:3，称取相应的TiO₂和Nb(OH)₅，混合研磨4小时后，500℃空气气氛焙烧4小时。

采用本发明制备方法制得的催化剂具有较高的光催化活性，能有效降解低浓度挥发性性有机废气，可用于室内空气净化。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做出进一步的具体说明，但本发明并不限于这些实施例。

实施例1

(1)Nb-TiO₂的制备：按照摩尔比Ti：Nb＝97:3，称取相应的TiO₂和Nb(OH)₅，混合研磨4小时后，500℃空气气氛焙烧4小时。