[发明专利]一种VOCs高效处理方法

说明书

本发明公开了一种VOCs高效处理材料，石英砂芯板通过长链烷基硅烷偶联剂改性得到VOCs吸附材料，再将改性后的纳米TiO₂负载到VOCs吸附材料上就得到VOCs高效催化材料。本发明的方法充分结合吸附法和催化法的优势，并可以根据气体中VOCs含量，通过材料的并联或者串联灵活调整，实现达标处理。本发明的方法灵活性强，且吸附效率高，可对VOCs进行有效吸附或催化氧化。本发明使用的石英砂芯板耐腐蚀、耐温、强度高、易于再生，显著降低了材料成本，同时制备方法简单，降低了处理VOCs的成本，对VOCs的处理效果显著。

技术领域

本发明涉及大气环保技术领域，尤其涉及一种VOCs高效处理方法。

背景技术

VOCs是一类重要的大气污染物，对于环境有巨大的破坏作用。主要来源于精细化工、石油化工、制药、电子元件制造、印刷、制鞋以及汽车尾气等。其主要来源可以分为固定源和移动源，固定源包括生产过程，如石油化工、工业溶剂生产、制药、农药生产、油漆和涂料生产、印刷、金属漆包线生产、制革等；移动源包括汽车等交通工具排放的尾气等。VOCs对环境的极大危害和对人体健康的严重威胁，引起了世界各国政府的高度重视。

目前，VOCs主流处理技术包括吸附法、催化氧化等方法。其中吸附法主要用活性炭和沸石等，利用吸附材料的多孔结构物理吸附VOCs，作用力较弱，并且易脱附；催化氧化法，主要利用基体表面的纳米二氧化钛，在紫外光照射下，产生光催化氧化，但由于制备技术或者与基体的结合技术不过关，纳米粒子无法保持活性状态，催化效率较低。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，本发明在解决上述问题的基础上，充分结合吸附法和催化法的优势，形成一种VOCs高效处理的复合技术，并可以根据气体中VOCs含量，通过材料的并联或者串联灵活调整，实现达标处理。

本发明是通过如下技术方案实现的：

本发明的第一方面提供一种VOCs吸附材料，所述吸附材料由以下方法制备：将石英砂芯板浸没于甲苯中，向其中滴加质量浓度为1～10％的长链烷基硅烷偶联剂，水浴加热并搅拌，回流反应，反应完成后，取出石英砂芯板，用去离子水和无水乙醇分别洗涤，经真空干燥后得到VOCs吸附材料。

优选的，所述长链烷基硅烷偶联剂为辛烷基三乙氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷或十六烷基三乙氧基硅烷。

优选的，所述水浴加热的温度为40～90℃。

优选的，所述回流反应的时间为3～5h。

本发明的第二方面提供一种VOCs高效催化材料，所述吸附材料由以下方法制备：将经过真空干燥的粒径为5～10nm的纳米TiO₂粒子加入甲苯中，纳米TiO₂添加的质量浓度为1～10％，超声分散30min，向其中滴加质量浓度为1～10％的长链烷基硅烷硅烷偶联剂，水浴加热并搅拌，回流反应，反应完成后，加入VOCs吸附材料，超声分散1～3h，取出VOCs吸附材料，用去离子水和无水乙醇分别洗涤，经真空干燥后得到VOCs高效催化材料。

优选的，所述水浴加热的温度为40～90℃；所述回流反应的时间为3～5h。

优选的，所述长链烷基硅烷偶联剂为辛烷基三乙氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷或十六烷基三乙氧基硅烷。

本发明的第三方面提供一种VOCs吸收装置，其特征在于，所述装置为如下1)～3)项任意一项所述：

1)所述吸附装置包括至少一个VOCs吸附单元；

2)所述吸附装置包括至少一个VOCs催化单元；

3)所述吸附装置包括至少一个VOCs吸附单元和至少一个VOCs催化单元；

所述VOCs吸附单元包括一个VOCs吸附材料；