一种能抑制大气颗粒物中硝基芘生成的方法技术

本发明专利技术涉及一种能抑制大气颗粒物中硝基芘生成的方法，其步骤：将硅藻土分散到盐酸溶液中；将硫酸铵与四氯化钛按质量比为1:2的比例混合；将第二混合溶液缓慢加入到第一混合溶液中；将第三混合溶液封装于封口袋中，电子束辐照，得到硅藻土钛氧化物共聚物溶液；将共聚物溶液中加入硝酸银溶液，然后过滤洗涤；将洗涤后的沉淀物转移到高压反应釜中，在180℃下反应12h得到产物；将反应后的产物过滤、洗涤，涂敷于小孔网格布上，卷辅,定型，制得定型后的纳米二氧化钛/硅藻土催化材料；将定型后的催化材料放入多孔的塑料筒内，即制得能抑制大气颗粒物中硝基芘生成的催化装置。该方法工艺简单、操作方便，制得的催化装置能抑制大气颗粒物中硝基芘生成。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种能抑制大气颗粒物中硝基芘生成的方法，属于核技术应用及环境保护

技术介绍
随着城市工业发展，化石燃料不完全燃烧中产生的颗粒物易对人类造成慢性毒害作用，还会对农作物、土壤、水体、可见度、建筑物等产生重大影响。其中PM2.5又称可吸入肺颗粒物，其尺寸小、比表面积大，易被吸入肺部，导致肺部疾病、心血管疾病等发病率的提高。大气颗粒物（PM）是雾霾的主要成因之一，由于PM上附载了各种有毒化合物，尤其是多环芳烃，对人体健康和大气环境质量产生巨大的影响。大气颗粒物是大城市中各种污染物排放聚集的介质，又是造成都市地区及周边大气、水体和沉积物再次污染的污染源。光化学污染物是指由排入大气的碳氢化合物和氮氧化合物等在阳光的照射下发生化学反应和光化学反应生成的一次污染物。在大气颗粒物负载有机污染物中的硝基芘(NBaP)是常见的具有代表性的多环芳烃（PAHs）。它是阳光照射下，苯并芘(BaP)与氮氧化物等在一定条件下反应生成，是一种常见的二次污染物。已有研究表明，硝基芘(NBaP)比苯并芘(BaP)具有更高的致癌、致突变性，毒理实验证实，硝基芘(NBaP)与相应的、未被取代苯并芘BaP相比，致突变性可高达100000倍之多，致癌性也能达到10倍。因此，吸入含有NBaP的颗粒物后，将给人们的生命健康和生态环境造成负面影响。二氧化钛是一种常用的光催化材料，作为化学性质稳定、价廉易得、无毒的一种光催化材料。纯二氧化钛光催化剂的光生电子-空穴对的再复合率高，但是，其量子效率偏低，光催化性能不突出。纯二氧化钛（锐钛矿型）的吸收带隙为3.2eV，其对应的吸收波长为387nm，只能利用占太阳光谱范围4%的紫外光部分，对太阳光的有效利用率低和较低的光量子效率是限制光催化实用化和工业化的主要原因。硅藻土是一种生物成因的硅质沉积岩。它具有很强的吸附力和很大的吸附容量，是天然的纳米材料，能吸收自身质量3～4倍的杂质，具有强吸附和高熔点（1600～1750℃）的特性。其化学稳定性高，除溶于氢氟酸外，不溶于任何强酸，易溶于碱。它是一种廉价、高效的衬底材料。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种能抑制大气颗粒物中硝基芘生成的方法，该方法具有工艺简单、操作方便，该方法制得的催化装置能有效吸附颗粒物，同时阻断光化学污染过程中产生NBaP的通路，能抑制大气颗粒物中硝基芘生成。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是：一种能抑制大气颗粒物中硝基芘生成的方法，其特征在于具有以下的过程和步骤：(a).将10-12g的硅藻土分散到200-250mL的盐酸溶液中，搅拌25-30min，得到第一混合溶液；(b).室温下，将硫酸铵与四氯化钛按质量比为1:2的比例混合，搅拌25-30min，得到第二混合溶液；(c).将步骤(b)所得第二混合溶液缓慢加入到步骤(a)所得的第一混合溶液中，继续搅拌50min-1h，得到第三混合溶液；(d).将步骤(c)所得第三混合溶液封装于封口袋中，在电子束辐照下进行辐照，得到硅藻土钛氧化物共聚物溶液，其中，辐照剂量为40kGy；(e).将步骤(d)所得的共聚物溶液中缓慢加入硝酸银溶液，直至不产生沉淀为止，然后过滤，用去离子水反复洗涤，直至中性，得到洗涤后的沉淀物；(f).将步骤(e)所得到的洗涤后的沉淀物转移到高压反应釜中，在160-180℃条件下反应11-12h，反应结束后，冷却到室温，得到高压反应后的产物；(g).将步骤(f)得到的高压反应后的产物过滤、洗涤，然后涂敷于小孔网格布上，于30-40℃干燥48小时，卷辅，干燥后定型，制得定型后的纳米二氧化钛/硅藻土催化材料；(h).将步骤(g)制得的定型后的纳米二氧化钛/硅藻土催化材料放入多孔的塑料筒内，即制得能抑制大气颗粒物中硝基芘生成的催化装置。本专利技术与现有技术相比，具有以下显著优点：(1).该方法利用电子束改变催化材料表面电荷的特性，不使用化学还原剂使纳米二氧化钛晶体的形成与硅藻土表面负电荷的生成同时完成，制得能抑制大气颗粒物中硝基芘生成的催化装置结构简单，操作方便；(2).该方法制得的纳米二氧化钛/硅藻土催化材料在水热合成过程中结构稳定；(3).该方法制得的能抑制大气颗粒物中硝基芘生成的催化装置能高效地清除空气中的有机污染物，具有很高的吸附性和催化效果；(4).该方法制得的纳米二氧化钛/硅藻土催化装置放于颗粒物排放处，能有效吸附颗粒物，同时阻断光化学污染过程中产生NBaP的通路，有效抑制大气颗粒物中硝基芘生成。附图说明图1为本专利技术制得的纳米二氧化钛/硅藻土催化材料的扫描电镜(SEM)图。图2为本专利技术能抑制大气颗粒物中硝基芘生成的催化装置的硝基芘(NBaP)的吸附性能曲线图，图中,纵坐标轴表示硝基芘的吸附率，横坐标为吸附时间。具体实施方式现结合附图将本专利技术的实施例具体叙述于后。实施例(a).将12g硅藻土的分散到250mL的盐酸溶液中，搅拌30min，得到第一混合溶液；(b).室温下，将硫酸铵与四氯化钛按质量比为1:2的比例混合，搅拌30min，得到第二混合溶液；(c).将步骤(b)所得第二混合溶液缓慢加入到步骤(a)所得的第一混合溶液中，继续搅拌1h，得到第三混合溶液；(d).将步骤(c)所得第三混合溶液封装于封口袋中，在电子束辐照下进行辐照，得到硅藻土钛氧化物共聚物溶液，其中，辐照剂量为40kGy；(e).将步骤(d)所得的共聚物溶液中缓慢加入硝酸银溶液，直至不产生沉淀为止，然后过滤，用去离子水反复洗涤，直至中性，得到洗涤后的沉淀物；(f).将步骤(e)所得的洗涤后的沉淀物转移到高压反应釜中，在160℃条件下反应12h，反应结束后，冷却到室温，得到高压反应后的产物；(g).将步骤(f)得到的得到高压反应产物过滤、洗涤，然后涂敷于小孔网格布上，于40℃干燥48小时，卷辅，干燥后定型，制得定型后的纳米二氧化钛/硅藻土催化材料；(h).将步骤(g)制得定型后的的纳米二氧化钛/硅藻土催化材料放入多孔的塑料筒内,即制得能抑制大气颗粒物中硝基芘生成的催化装置。本实施例中，在纳米二氧化钛/硅藻土催化材料中加入浓度为10ppb的硝基芘溶液，采用本专利技术的一种能抑制大气颗粒物中硝基芘生成的催化装置进行吸附反应0-30min，并用气相色谱-质谱联用仪(用GC/MS)进行测试，测得硝基芘的吸附率(%)，如图2所示，从图中可以看出：纳米二氧化钛/硅藻土催化材料对大气颗粒物中硝基芘有很好的催化吸附性，当吸附时间为30min时，大气颗粒物中硝基芘的去除率达到了95%。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能抑制大气颗粒物中硝基芘生成的方法，其特征在于，该方法具有以下过程和步骤：(a). 将10‑12g的硅藻土分散到200‑250mL的盐酸溶液中，搅拌25‑30min，得到第一混合溶液；(b). 室温下，将硫酸铵与四氯化钛按质量比为1:2的比例混合，搅拌25‑30min，得到第二混合溶液；(c). 将步骤(b)所得第二混合溶液缓慢加入到步骤(a)所得的第一混合溶液中，继续搅拌50min‑1h，得到第三混合溶液；(d). 将步骤(c)所得第三混合溶液封装于封口袋中，在电子束辐照下进行辐照，得到硅藻土钛氧化物共聚物溶液，其中，辐照剂量为40kGy；(e). 将步骤(d)所得的共聚物溶液中缓慢加入硝酸银溶液，直至不产生沉淀为止，然后过滤，用去离子水反复洗涤，直至中性，得到洗涤后的沉淀物； (f). 将步骤(e)所得到的洗涤后的沉淀物转移到高压反应釜中，在160‑180℃条件下反应11‑12h，反应结束后，冷却到室温，得到高压反应后的产物；(g). 将步骤(f)得到的高压反应后的产物过滤、洗涤，然后涂敷于小孔网格布上，于30‑40℃干燥48小时，卷辅，干燥后定型，制得定型后的纳米二氧化钛/硅藻土催化材料； (h). 将步骤(g) 制得的定型后的纳米二氧化钛/硅藻土催化材料放入多孔的塑料筒内，即制得能抑制大气颗粒物中硝基芘生成的催化装置。...

【技术特征摘要】
1.一种能抑制大气颗粒物中硝基芘生成的方法，其特征在于，该方法具有以下过程和步骤：(a).将10-12g的硅藻土分散到200-250mL的盐酸溶液中，搅拌25-30min，得到第一混合溶液；(b).室温下，将硫酸铵与四氯化钛按质量比为1:2的比例混合，搅拌25-30min，得到第二混合溶液；(c).将步骤(b)所得第二混合溶液缓慢加入到步骤(a)所得的第一混合溶液中，继续搅拌50min-1h，得到第三混合溶液；(d).将步骤(c)所得第三混合溶液封装于封口袋中，在电子束辐照下进行辐照，得到硅藻土钛氧化物共聚物溶液，其中，辐照剂量为40kGy；(e).将步骤(d...

【专利技术属性】
技术研发人员：施文彦，黄瞻，周娟，段欣，雷鹏辉，吴明红，徐刚，唐量，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海;31