[发明专利]太阳能光热催化快速处理有机气体的方法

说明书

本发明公开了一种太阳能光热催化快速处理有机气体的方法，该方法包括以下步骤：将复合光热协同催化剂装载在石英管反应器中，将石英管反应器放置于槽式太阳能聚光装置上，在太阳光照射条件下，光热温度为70～180℃下，有机气体通过复合光热协同催化剂生成无害的二氧化碳和水。本发明借助于复合光热协同催化剂中光催化活性组元的强氧化性，首先将有机气体分子活化，起燃温度降低，经过催化燃烧快速转化为二氧化碳和水，这样大大缩短了处理时间，降低了能耗，大幅度提高了降解有机气体的效率，解决了传统光催化和催化燃烧技术在处理有机气体方面的实际应用中所存在的难点，可应用于化工生产车间有机废气的处理。

技术领域：

本发明涉及有机气体处理技术领域，具体涉及一种太阳能光热催化快速处理有机气体的方法。

背景技术：

随着世界经济社会的快速发展，环境中挥发性有机气体(VOCs)的排放越来越多。在室外VOCs的排放主要是来自化石燃料的燃烧和工业废气等，而VOCs已被公认为严重危害环境和人类健康的空气中的主要环境危害之一。目前，常见的VOCs的治理方式主要有多种，如洗涤吸收技术、催化燃烧技术、回收再利用技术、吸附法、低温等离子体技术、光催化技术等，各种方法在特定的环境下都有其特点。光催化氧化和催化氧燃烧技术是目前最具发展前景的处理技术之一。但光催化降解有机气体的主要问题是降解速率很慢，光能利用效率较低。而催化燃烧技术因其起燃温度温度较高，工艺能耗成本较高。

发明内容：

本发明的目的是提供一种太阳能光热催化快速处理有机气体的方法，利用复合光热协同催化剂，在可见光的辅助下能够产生强还原氧化效果的空穴-电子对，增强氧化还原能力，有效降低反应温度，解决了现有技术存在的VOCs处理途径单一以及催化氧燃烧技术能耗大和光催化技术反应效率低的问题。

本发明是通过以下技术方案予以实现的：

一种太阳能光热催化快速处理有机气体的方法，该方法包括以下步骤：

将复合光热协同催化剂担载在玻璃微球、玻璃纤维、碳微球、沸石中的一种或多种，并装载在石英管反应器中，将石英管反应器放置于槽式太阳能聚光装置上，在太阳光照射条件下，光热温度为70～180℃下，有机气体通过复合光热协同催化剂生成无害的二氧化碳和水；所述有机气体包括甲醇、甲醛、甲醚、乙醛、乙醚、乙烯、丙酮、苯、甲苯、二甲苯中的一种或多种；所述复合光热协同催化剂包括限域载体、热催化燃烧组元和光催化活性组元，所述限域载体包括纳米管、分子筛、MOF、COF中的一种或多种，光催化组元包括TiO₂、ZnO、CoO、Co₃O₄、Bi₂O₃、Cu₂O、CuO、Fe₂O₃、VO₂、MTiO₃中的一种或几种混合；其中M选自Sr、Mg、Mn中的任一种；热催化组元包括Pt、Pd、Au的一种或多种；光催化活性组元负载在限域载体外表面，热催化燃烧组元内嵌于限域载体孔道内；以催化剂的总重量为100％计算，光催化活性组元的重量百分比为10％～30％，热催化燃烧组元的重量百分比为0.1％～5％。