[发明专利]一种合成吸附剂、制备方法及其在降解VOCs的应用

说明书

【技术领域】

本发明属于VOCs治理技术领域，特别涉及一种合成吸附剂、制备方法及其在降解VOCs的应。

【背景技术】

挥发性有机物，英文名称为volatile organic compounds，简写为VOCs，在我国是指常温下饱和蒸汽压大于70Pa、常压下沸点在260℃以下的有机化合物，或在20℃条件下蒸汽压大于或等于10Pa具有相应挥发性的全部有机化合物。最常见的VOCs有苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、三氯乙烯、三氯甲烷、三氯乙烷、二异氰酸酯等。

VOCs属于大气污染物，以空气为传播介质，通过呼吸系统和皮肤对人体产生毒害作用。目前治理VOCs的主要方法有物理法、化学法和生物法。其中，物理法是不改变VOCs的化学性质，只是用一种物质将其气味遮蔽和稀释，或将其从气相转移到液相或固相中，常用的治理方法有掩蔽法、稀释法和吸收法；化学法是通过化学反应改变VOCs的化学结构，使其转变为无刺激性或低刺激性物质，常用方法有燃烧法、催化氧化法和酸碱液洗涤法；物理法和化学法的缺点在于所用设备多且工艺复杂，二次污染后再生困难，后续处理过程复杂、能耗高等问题。生物法则是利用微生物的新陈代谢作用，将VOCs分解氧化为CO₂、H₂O等无机物达到净化目的。目前常用的生物处理工艺有生物过滤池和生物滴滤池。

在生物法处理VOCs过程中，选择的微生物菌种是影响处理效果的关键因素之一。现有技术一般采用污水处理厂的活性污泥作为菌种，该菌种对含VOCs废气的处理效率较低，仍需进一步提高。

【发明内容】

本发明提供一种合成吸附剂、制备方法及其在降解VOCs的应用，以解决现有吸附剂降解VOCs效率较低的问题。

为解决以上技术问题，本发明提供以下技术方案：

一种合成吸附剂的制备方法，包括以下步骤：

(a)采用X射线荧光光谱分析法分析高炉渣中的元素含量，并通过元素含量计算Mg/(Mn+Si)的比值，Mn/(Mn+Si)的比值；

(b)调节高炉渣Mg/(Mn+Si)比和Mn/(Mn+Si)比，于1g高炉渣中加入MgO和SiO₂调节Mg/(Mn+Si)的比值和Mn/(Mn+Si)的比值，制得混合物A；

(c)向步骤b制得的混合物A中加入32-35mL去离子水，于微波功率为100-150W，温度为30-35℃，转速为200-300r/min下搅拌12-15min，制得混合物B；

(d)将步骤c制得的混合物B置于反应釜中，于400-500℃下反应4-6h得到反应产物，反应产物用去离子水洗净，于75-82℃下烘干至含水率≤0.6％，制得合成吸附剂。

进一步地，步骤(a)中所述Mg/(Mn+Si)的比值为0.05-0.09。

进一步地，步骤(a)中所述Mn/(Mn+Si)的比值为0.187-0.213。

进一步地，步骤(b)中所述加入MgO调节Mg/(Mn+Si)至0.83-0.85。

进一步地，步骤(b)中所述加入SiO₂调节Mn/(Mn+Si)的比值至0.142-0.148。

所述的合成吸附剂在降解VOCs的应用。

进一步地，所述合成吸附剂使用于过滤材料中，所述过滤材料包括活性炭、合成吸附剂、催化剂。

进一步地，所述活性炭、合成吸附剂、催化剂的质量比为18-35:2-4:1。

进一步地，所述催化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将粒径大小为0.03-0.2cm的沸石放在去离子水中浸泡0.7-1h，取出后放入6％-10％的硫酸溶液中加热煮沸0.4-0.8h，再用去离子水洗涤，直至pH为6.8-7.2，置于烘箱中于85-88℃下干燥1.5-1.8h，冷却备用；

(2)将18-30mL四溴化锡溶液以1滴/s的速度滴加到3-3.5倍无水乙醇中，在滴加过程中以转速为300-500r/min搅拌，配制成A液；取质量浓度为0.2％-0.6％的钯盐溶液2-4mL，以1-2滴/s的速度滴加到5-12mL无水乙醇中配制成B液，溶液pH值调节为1.2-2.4；在转速为350-450r/min，温度为42-46℃条件下，以1滴/2-4秒的速度将B液缓慢滴加到A液中，控制温度为42-46℃，在避光下以转速200-300r/min继续搅拌6-8h，于空气中静置，直至溶液粘度为4.2-5.8mPa·s，制得溶胶；