[发明专利]一种废弃岩棉负载贵金属的VOC催化剂的制备方法及制得的催化剂

说明书

本发明公开一种废弃岩棉负载贵金属的VOC催化剂的制备方法，涉及催化剂技术，基于现有的岩棉负载TiO₂光催化剂催化活性较小，降解率较低的问题提出的。本发明包括以下步骤：(1)铝溶胶的制备；(2)Al₂O₃涂层覆盖在岩棉纤维的表面；(3)活性剂的溶解；(4)整体岩棉催化剂的制备。本发明还提供上述制备方法制得的催化剂。本发明通过浸渍‑烘干‑煅烧的方式在岩棉表面引入Al₂O₃涂层和贵金属活性物质Pd和Pt得到VOC催化剂，得到的VOC催化剂不仅对挥发性有机物具有良好的催化效果，以甲苯和乙酸乙酯为例，在220℃催化剂对甲苯和乙酸乙酯的转化率最高可达99％以上，表现出良好的催化效果，同时也变废为宝，实现了废弃岩棉的再利用。

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，具体涉及一种废弃岩棉负载贵金属的VOC催化剂的制备方法及制得的催化剂。

背景技术

挥发性有机化合物(VOC)通常指在常温下饱和蒸气压约大于70Pa，常压下沸点小于260℃的有机化合物的总称，主要包括脂肪烃、芳香烃、烯烃、脂类、醇类等物质。VOC主要来源于工业生产、交通运输、建筑材料和装涂行业等，由于VOC对环境和人体健康有着非常大的危害，因此VOC的有效治理已经成为迫切需要解决的问题。

目前VOC的治理思路主要有两种，一种是回收，主要包括吸附法、吸收法、冷凝法和膜分离法；另一种是降解，主要包括光催化法、生物降解法、电晕法和催化燃烧法，在众多方法中，催化燃烧法是VOC治理行业中应用最广泛的方法之一，该方法具有操作温度低、设备简单、无二次污染等优点。在催化燃烧技术中，催化剂是决定VOC催化效率的决定性因素，目前催化剂的制备方法主要是将贵金属活性成分，如：Pt、Pd、Rh，负载在载体上，通过浸渍、干燥和煅烧的方式得到VOC催化剂。载体的选择主要从价格、稳定性、催化效率等方面考虑，目前最常用的载体有Al₂O₃颗粒载体和菫青石陶瓷蜂窝载体。

岩棉是一种以玄武岩、白云石等矿石为原料，通过高温熔融、离心纺丝、收集、铺棉等过程得到天然矿石纤维，在保温隔热领域有着广泛的应用。由于岩棉具有多孔结构和良好的吸附性能，因此具有成为VOC催化剂载体的可能性。

文献《岩棉负载TiO₂光催化脱色性能研究》([J].大连铁道学院学报，2006)，以钛酸四丁酯为原料，岩棉为载体，用溶胶-凝胶法制备负载型TiO₂，制得的TiO₂的催化活性较小，降解率较低。中国专利CN104326524A公开了一种光催化降解苯酚的方法，将负载有TiO₂光催化剂的岩棉填充于中间固定有紫外灯管的反应器，然后将含苯酚废水以一定流速从反应器底部通入，并用紫外灯照射，同时加入少量的过氧化氢以及通入空气，反应器顶部出水即为苯酚降解后的废水。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种对挥发性有机物具有良好的催化效果，同时也变废为宝，实现了废弃岩棉的再利用，符合现代工业的环保理念的废弃岩棉负载贵金属的VOC催化剂的制备方法。

本发明是采用以下技术方案解决上述技术问题的：

本发明提供一种废弃岩棉负载贵金属的VOC催化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)铝溶胶的制备：将拟薄水铝石加入到水中，搅拌5min使其分散均匀，然后边搅拌边滴加10g质量分数为63％的浓硝酸，加热到80℃后继续滴加浓硝酸至完全溶胶，搅拌20-30min后静置陈化，得到具有一定粘度和流动性的铝溶胶；

(2)将废弃岩棉浸渍在制备的铝溶胶中，使铝溶胶充分浸入至岩棉的孔隙里，然后取出岩棉沥干多余的溶胶残液，放入真空干燥箱100-120℃真空干燥3-5h，然后550-600℃煅烧5-7h，得到Al₂O₃涂层并覆盖在岩棉纤维的表面；