[发明专利]一种有机膜为载体常温降解VOCs的原子级催化剂制备方法

说明书

本发明公开了一种有机膜为载体常温降解VOCs的原子级催化剂制备方法，包括以下步骤：(1)磁力搅拌和超声处理得到静电纺丝前驱体溶液；(2)静电纺丝机处理静电纺丝前驱体溶液获得膜材料；(3)真空干燥处理膜材料得到最终产物原子级Ag/聚砜催化剂。与现有催化剂相比，本发明的优势在于：原子级活性位点催化剂Ag/聚砜催化性能好，有较强抗中毒能力，有利于长时间反应降解VOCs；另外，聚砜作为载体，不仅有利于原子分散，而且具有克服传统氧化物载体易被吹脱的优点。

技术领域

本发明涉及催化剂制备方法，尤其涉及一种常温催化降解VOCs的原子级催化剂制备方法。

背景技术

挥发性有机化合物(VOCs)是除颗粒物以外的第二大分布广泛和种类繁多的大气污染物，其主要来源有石油化工、炼油、涂料、生物质的分解、制药厂、汽车工业、纺织业、溶剂工艺、清洁产品等行业。

相比于常温催化氧化技术，目前常用的各种VOCs处理技术具有能耗高、处理费用高、产生二次污染等问题。而常温催化氧化技术无需高温辅助、无需高压放电、无需紫外光强化，在常温常压下即可进行VOCs的催化降解反应，具有投资费用低、运行成本低、安全系数高的优势。

膜是具有选择性分离功能的材料，以膜为分离介质，通过在膜两边施加一个推动力，使原料侧不同组分选择性的通过膜，以达到分离提纯的目的。膜技术主要用于污水处理，通常用于二级处理活性污泥出水，或将膜处理系统直接置于生化池，代替原有二沉池、絮凝沉淀池等环节，使用膜法技术改造之后，传统污水处理工艺可以直接生产出高品质再生水。由于有机膜过滤精度较高，膜选择性较大，广泛应用于水资源化领域与工业物质分离等领域。

研制以单个原子或若干个原子为活性位点的原子级活性位点催化剂是传统催化焚烧技术的跨越式提升，可大幅降低催化反应温度，节约能耗。目前，已有文献报道的原子级催化剂载体主要有TiO₂、CeO₂、氧化锰、氧化铁、活性碳纤维等，但单原子流动性较强，在催化反应过程中倾向于聚集，且催化评价过程中催化剂易被气流吹动，影响催化活性。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术的缺点，提供一种有机膜为载体常温降解VOCs的原子级催化剂制备方法，用本方法制备的原子级活性位点催化剂具有较强的稳定性，用该催化剂进行的VOCs降解反应温度低，安全高效低成本，催化效率大幅度提升。

本发明的技术方案是：

本发明的一种有机膜为载体常温降解VOCs的原子级催化剂制备方法，包括以下步骤:

步骤一、将与N,N-二甲基甲酰胺质量比为1：(35-45)的聚砜溶解于分析纯N,N-二甲基甲酰胺中，在20-30℃下磁力搅拌12-15h，得到溶液A；然后，将与聚砜质量比为1：(33-50)的AgNO₃晶体粉末加入溶液A中，超声处理1.5-2h，获得混合均匀的静电纺丝前驱体溶液B；

步骤二、使用静电纺丝机处理静电纺丝前驱体溶液B获得膜材料，处理电压为15kV高压电，静电纺丝前驱体溶液B加料速度为0.8-1mL/h，该静电纺丝处理过程中控制温度为21-25℃，相对湿度为40-50％；

步骤三、将采用静电纺丝机处理后得到的膜材料在50-60℃真空烘箱中干燥10-12h，得到具有催化性能的原子级Ag/聚砜催化剂。

本发明的优势在于：原子级活性位点催化剂Ag/聚砜催化性能好，有较强抗中毒能力，有利于长时间反应降解VOCs；另外，聚砜作为载体，不仅有利于原子分散，而且具有克服传统氧化物载体易被吹脱的优点。

附图说明

图1为本发明静电纺丝技术制备Ag/聚砜催化剂的过程示意图。

具体实施方式