[发明专利]一种治理大气雾霾的生物质微球及其制备方法

说明书

本发明涉及大气污染治理领域，进一步涉及一种治理大气雾霾的生物质微球及其制备方法。该生物质微球是由胶质化生物质材料负载催化剂形成的生物质微球，具有极强的吸附聚集性能和空气净化性，是一种破坏雾霾稳定态的高效物质，不但使微细颗粒物富集沉降，而且在沉降过程中富集二氧化硫、氮氧化物、氨气、挥发性有机物等，通过负载的氧化钛‑二氧化硅催化剂降解，有效防止颗粒物的再次形成，可以快速破坏雾霾的稳定态，适合于大面积除雾霾使用，对人体及环境不会产生危害。

技术领域

本发明涉及环保领域，具体涉及大气污染治理领域，进一步涉及一种治理大气雾霾的生物质微球及其制备方法。

背景技术

雾霾是大气中漂浮的水凝结体、PM2.5尺寸微粒、粉尘、气溶胶等粒子形成的稳定态，因漂浮于空气中遮挡视线、被人体呼吸，因此是一种极具危害性的空气污染体。目前人们对雾霾的成因已有初步定论。其根源在于人口聚集、机动车密集，生产生活容量增大等使得汽车尾气、燃煤采暖、工业排放、建筑和道路扬尘排放加大，导致在一定区域内大气污染高度聚集并反应，空气污染物中的可溶性成分遇到浮尘矿物质凝结后会迅速形成混合颗粒，再遇到较大的空气相对湿度后，就会很快发生吸湿增长，颗粒的粒径增长2倍至3倍，生成诸如硫酸盐、硝酸盐、铵盐等颗粒物，细小的颗粒物在2.5-4微米的范围内难以沉降，长时间漂浮于空中与水汽形成雾霾。特别是冬天，因水汽易凝结、气流速度慢，导致雾霾更易形成，且持续时间更久。

雾霾会对人体健康产生严重的不利影响，对生态系统和交通安全造成严重危害，使之成为了近年来的热点问题。如何治理大气污染，是全人类面临急需解决的问题之一。目前，治理雾霾的主要方法是减少污染物排放、植树造林和喷水除霾。在减少污染物排放方面，由于排放涉及面大，难以有效控制，我国以煤炭为主要的能源结构短时间内难以改变，例如生产技术的制约、产业改造代价大、周期长、投入高等，从污染源治理的方法在短时间很难起到成效；植树造林对如此大的排放量难以消纳，因此植树造林除雾霾的效果并不明显；喷水除霾是一种有效的除雾霾方式，但由于只能消除离地60-100米的雾霾，且因气流流动雾霾会很快补充，因此难以进行大面积除雾霾，另外该喷施除雾霾对设备要求高能耗高，不适合于大面积推广。

雾霾长期存在的原因是由于雾霾在大气中形成了稳定状态，只要把它变成不稳定状态，就会出现颗粒聚集、沉降，最后雾霾消除。因此人们企图以各种方法破坏雾霾的稳定态。期望通过加快空气流动、电磁等破坏雾霾的稳定态。但由于有雾霾是一个庞大的稳定态，厚度大约有200 米到2000 米，其体系中的各类二氧化硫、氮氧化物等有害气体不断与其他排放物反应形成微细颗粒物，破坏其稳定态的难度极大。

发明内容

针对目前难以进行大面积除雾霾的问题，本发明提供一种治理大气雾霾的生物质微球，其是一种胶质微球，具有极强的吸附聚集性能和空气净化性，是一种破坏雾霾稳定态的高效物质。通过胶体颗粒的吸附收集性、亲微细颗粒性破坏雾霾的稳定体系，从而使雾霾中的硫酸盐、硝酸盐、铵盐、尘土等微细颗粒快速聚集沉降；且在沉降过程中对未结为颗粒的有害气体二氧化硫、氮氧化物、氨气、挥发性有机物等催化剂降解，可以快速破坏雾霾的稳定态，适合于大面积除雾霾使用，对人体及环境不会产生危害。进一步提出了制备该生物质微球的方法。

为解决上述问题，本发明通过以下技术方案实现：

一种治理大气雾霾的生物质微球，其特征是由胶质化生物质材料负载催化剂形成的生物质微球，所述胶质生物质由淀粉与植物纤维胶质化而成；所述催化剂为二氧化钛-二氧化硅凝胶催化剂；所述治理大气雾霾的生物质微球由如下方法制备而成：

（1）将二氧化钛与二氧化硅源以质量比10:2-5混合，在60-80℃条件下与稀硫酸反应，控制pH值为4-7，得到二氧化钛-二氧化硅溶胶，老化6-12h，自然沥干，备用；

（2）将淀粉、植物纤维以质量比10:5-10混合，浸入过量的三乙醇胺中，浸泡24以上，离心过滤得到浸润的生物质材料，使三乙醇胺残留占淀粉、植物纤维总质量的3-8%，备用；