[发明专利]一种吸附-光催化双功能材料及其制备方法与在挥发性有机气体治理工艺的应用

说明书

本发明公开了一种吸附‑光催化双功能材料及其制备方法与在挥发性有机气体治理工艺的应用。该制备方法为：将2‑氨基对苯二甲酸和铁元素前驱体溶于N，N‑二甲基甲酰胺，加入甲醇溶剂，搅拌均匀，加入钛元素前驱体，搅拌，将混合液进行水热合成反应；产物依次进行DMF洗和甲醇洗涤后，离心过滤提取产物，将产物放入甲醇溶液中纯化，最后离心过滤提取产物，烘干，制得吸附‑光催化双功能材料。本发明吸附‑光催化双功能材料具有高的VOCs吸附容量选择性和可见光光催化降解效率，发明工艺可在常温、常压、可见光辐射下实现VOCs吸附‑光催化降解循环操作，工艺简单，能耗低，可实现含VOCs废气的半连续深度净化。

技术领域

本发明属于材料制备领域，具体涉及一种吸附-光催化双功能材料及其制备方法与在挥发性有机气体治理工艺的应用。

背景技术

目前我国成千上万的工厂仍存在无组织地向环境排放大量的挥发性有机物(VOCs)，是当今大气污染的主要源头之一。VOCs污染已严重威胁着人类的健康和破坏环境的生态平衡，制约社会可持续发展，已引起了公众的强烈不满和政府的极大关注。因此要有效地治理VOCs的污染已迫在眉睫。因此，研发VOCs排放控制关键材料与技术有着重大的国家需求和现实意义。

为有效地治理有机废气中VOCs污染，国内外广泛采用的技术有催化燃烧法、吸附法、吸收法等，近年来研究的治理技术还有生物膜法、光催化氧化法、等离子体法等[1YuB.F.；Hu Z.B.；Liu M.；Yang H.L；Kong Q.X.；Liu Y.H.,Review of research on air-conditioning systems and indoor air quality control for humanhealth.International Journal of Refrigeration.2009,32,3-20]。其中，吸附法是目前被认为最有发展潜力的大风量、低浓度VOCs(几百ppm)的治理技术。吸附是一种以多孔材料为核心的分离技术[2陈寒光；张忠良；王东辉,活性炭模块的制备及其对苯的吸附性能研究.北京化工大学学报(自然科学版).2012,39,26-30]。它能够有效地吸附废气中的挥发性有机污染物，已在有机废气的净化和VOCs的回收方面得到较为广泛的应用。然而，目前吸附技术治理VOCs所面临的关键瓶颈问题包括：(1)虽然吸附是一个自发过程，但吸附剂对VOCs的吸附容量有限；(2)当吸附剂对VOCs的吸附接近饱和时需要进行再生，而再生则是一个需要外界施加能量的过程。常规的吸附剂再生方法，如热脱附，溶剂洗脱[3丁照兵；李娼；李波,室内空气净化技术研究综述.微量元素与健康研究.2008,25,63-68]等，不可避免的造成二次污染，且能耗高或工艺复杂，也直接决定了吸附技术的可行性和经济性。吸附剂的再生实际也是吸附技术能应用于实际工业的关键点，但在研究过程中往往被忽视。同时兼具VOCs高吸附容量，且吸附剂再生过程不造成二次污染能耗低的吸附技术鲜有报道。因此，研究新型高VOCs吸附容量的吸附剂、且吸附剂在再生过程中不造成二次污染的技术将对吸附技术的实际工业应用有重要的推动作用，值得学术界和工业界重点攻关。