[发明专利]一种挥发性有机物消除反应器及制备方法

说明书

本发明公开了一种挥发性有机物消除反应器及制备方法，该挥发性有机物消除反应器由多孔钛箔先在孔隙内外表面形成TiO₂纳米管，然后电镀沉积纳米CoAg合金，再复合多孔PDMS膜而成。具有多孔结构的PDMS膜对VOCs具有很好的吸附作用，尤其是低浓度VOCS能起到良好的预富集作用。吸附的VOCs能在PDMS中很好的渗透和向纳米TiO₂复合催化剂表面扩散，反应器结构简单，具有较好的机械柔韧性，可用于各种复杂场所，节约空间，使用方便。反应器处理效率高，能将吸附的VOCs有效分解为CO₂和水，不产生二次污染，反应器各组分不消耗，处理成本大大降低。

技术领域

本发明属于环境处理技术领域，具体涉及一种挥发性有机物消除反应器及制备方法。

背景技术

挥发性有机物(VOCs)是目前常见的典型的污染物，环境中过量的VOCs会对人体产生严重危害，对生态环境也会造成直接影响，例如产生臭氧、PM_2.5等污染，严格控制VOCs排放是企业及环保部门核心工作之一。

当前针对VOCs治理方法主要有吸收法、吸附法、冷凝法、燃烧法、膜分离法、催化氧化法、等离子体氧化法、生物法等。物理化学法虽然去除效率较高，但是其消耗较大，投资运营成本较高，还可能产生有害的副产物。生物法虽然比较经济、安全，但是工艺流程较长。

聚二甲基硅氧烷(PDMS)是一种具有高疏水表面、低密度、生物兼容性强的弹性聚合物材料，它具有多孔结构，有利于气体分子在材料中的渗透和扩散，对低浓度气体能起到良好的预富集作用，同时是非极性材料，对同为非极性的VOCs气体具有良好的选择性，以其与具有较高催化活性的纳米TiO₂复合材料复合制备使用方便、处理VOCs效率高、成本低、工艺流程简单、无二次污染的VOCs消除反应器还未见报道。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种挥发性有机物消除反应器及制备方法，该挥发性有机物消除反应器结构简单，处理效率高，使用方便，能有效吸附和分解VOCs，不产生二次污染，且处理成本低。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种挥发性有机物消除反应器的制备方法，包括下列步骤：

(1)在多孔钛箔孔隙内外表面形成TiO₂纳米管，得到TiO₂纳米管/多孔钛箔；

(2)在步骤(1)得到的TiO₂纳米管/多孔钛箔表面电镀沉积纳米CoAg合金，得到CoAg-TiO₂纳米管/多孔钛箔；

(3)将PDMS预聚体和交联剂按质量比10∶1混合并搅拌均匀，得旋涂液，将步骤(2)得到的CoAg-TiO₂纳米管/多孔钛箔放置旋涂仪基板上，采用所述旋涂液进行旋涂，得到挥发性有机物消除反应器。

进一步的，所述多孔钛箔的制备方法为：将0.1～0.2mm厚的钛箔经过清洗处理后浸泡在H₂O₂中加热至稍显深蓝色后将钛箔取出，洗净、烘干，再置于马弗炉中300℃煅烧30min，取出后得到多孔钛箔，所述多孔钛箔具有三维多孔结构。

进一步的，所述清洗处理为：将钛箔置于丙酮中超声除油15分钟，然后用甲醇或乙醇清洗，再放置于1mol/L的HF中处理10分钟，取出后采用二次蒸馏水超声清洗3次，烘干，得到清洗干净的钛箔。加热条件优选为：90℃温度条件下加热40～60min。