[发明专利]一种高效VOC光解催化剂

说明书

本发明属于环保技术领域，具体涉及一种高效VOC光解催化剂。该催化剂由以下三步制得：（S1）2,3,6,7,10,11‑六羟基三亚苯、四氟对苯二乙腈反应生成载体结构片段；（S2）在载体上负载金属Pt；（S3）在弱还原性气氛中，在470‑480℃温度下炭化即得。本发明提供的高效VOC光解催化剂，光活性高，能够有效降解VOC污染物，尤其是在一定含量的水蒸气的配合下，其降解性能突出。

技术领域

本发明属于环保技术领域，具体为一种高效VOC光解催化剂。

背景技术

挥发性有机物(VOC)是一类现代生产生活中广泛存在的污染物，具体是指常压条件下沸点在50-260℃的有机化合物，按其化学结构可以分为芳香烃(苯、甲苯、二甲苯)、酮类、醛类、胺类、卤代类、不饱和烃类等。VOC通常具有一定的刺激性气味，令人感到不适，长期吸入VOC气体，会引发咳嗽、胸闷、气喘甚至肺气肿等慢性呼吸道疾病，更为严重的是，目前已知多种VOC气体具有神经毒性、肾脏和肝脏毒性，能损害心血管系统，引起胃肠道紊乱，诱发免疫系统、内分泌系统及造血系统疾病，甚至具有致癌作用。因此，切实控制VOC气体排放并加强VOC废气治理有着现实和紧迫的必要性。

近年来，大量科研工作者对VOC的治理问题作了广泛的研究，按照基本原理进行划分，大体分为吸收﹑吸附、燃烧﹑热催化、光催化、电催化以及复合法等方法。

从原理上讲，光催化法降解VOC气体利用光能作为原始驱动力，在光催化剂的存在下促进VOC分子在光催化剂表面发生一系列的降解反应，最终生成无害的CO₂、N₂、H₂O等产物，能够实现一些常规条件下无法自发的降解反应，在VOC治理中具有独特的潜在优势。一直以来，针对VOC气体的降解寻找高效稳定的光催化材料是广大科研人员不懈追求的目标。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明提供一种高效VOC光解催化剂。

本发明通过以下技术方案来实现：一种高效VOC光解催化剂，通过以下方法制备得到：

(S1)载体制备：将无水碳酸钾、2,3,6,7,10,11-六羟基三亚苯、四氟对苯二乙腈、均三甲苯、1-甲基吡咯烷酮按重量比(40-50):(10-12):1:(17-20):(35-38)加入到反应管中，在液氮冷冻下抽真空，将反应管密封后反应48-60h，反应温度为120℃；冷却至室温，依次用N，N-二甲基甲酰胺、水和四氢呋喃浸泡，然后用丙酮溶剂交换，抽滤，真空干燥得到深褐色粉末，研磨至粒度300-500目，制得具有如图1所示的结构单元的载体。

(S2)Pt原子沉积：使用MeCpPtMe₃作为Pt沉积的前驱物，其具有合适的蒸气压和和反应活性，沉积产物分散性较好；将前驱物MeCpPtMe₃置于原子层沉积仪的前驱体源瓶中，将步骤(S1)制得的载体置于反应腔内的基片上；控制前驱体源瓶温度65-80℃，反应腔体温度210-230℃,前驱物分压为0.1-0.15Torr，反应腔压力为1-2Torr；然后将前驱物以脉冲方式通入反应腔70-100s进行沉积，5-6min后用N₂吹扫80-90s，除去多余的前驱物。

(S3)制备Pt原子沉积的炭材料：将(S2)所得产物置于气氛炉中，在H₂和N₂体积比为1:99的混合气气氛中，470-480℃高温处理6-8h，得黑色粉末，研磨至粒度600-800目，即为所述的高效VOC光解催化剂。

有益效果：与现有技术相比，本发明提供的高效VOC光解催化剂，光活性高，能够有效降解VOC污染物，尤其是在一定含量的水蒸气的配合下，其降解性能突出。

附图说明

图1为载体分子的结构片段；

图2为水蒸气含量对光降解性能的影响；