一种净化气相偏二甲肼的方法技术

本发明专利技术公开了一种净化气相偏二甲肼的方法，该方法包括：利用水热和浸渍的方法制备AgBr/TiO

【技术实现步骤摘要】
一种净化气相偏二甲肼的方法
本专利技术涉及环境
，涉及降解气相偏二甲肼的催化氧化工艺，特别涉及一种净化气相偏二甲肼的方法。
技术介绍
偏二甲肼(UDMH)是火箭和导弹发动机液体推进剂的主要燃料，广泛应用于国防和航天工业。UDMH气体在使用和储存过程中容易产生，具有毒性、恶臭、致突变性和致癌性，需要对其进行处理。在降解产物中，NDMA(N-亚硝基二乙胺)是一种高度致癌物质，美国环境保护局(USEPA)确定饮用水中NDMA的理论致癌风险水平为0.7ng/L。当UDMH在自然条件下暴露时，NDMA会自发产生。在常用的UDMH降解方法中，如添加臭氧或紫外光照射，NDMA含量明显升高。因此，NDMA的水平值得研究；另一方面，UDMH在常温常压下的降解更值得研究，以解决实际中的泄漏问题。目前对UDMH气相处理的研究主要集中在紫外光灯或高温环境下，但易产生剧毒物质NDMA。在现行相关研究中，Z、R.Ismagilov利用多相催化剂CuxMg1-xCr2O4/Al2O3实现了UDMH的深度催化氧化，在150-400℃的温度范围内产生高CO2产率和低NOx产率，在辐照下通过空穴和其它活性基团将大的有机物催化分解为小的无毒物质。催化湿式过氧化氢氧化(CWPO)结合真空紫外(VUV)辐射技术是近年来发展起来的一种处理高浓度UDMH废水的方法，其处理效果显著，UDMH转化率约为100％。然而，在可见光下，尤其是在流动气体中，光催化剂降解气相UDMH还鲜有研究。现有技术缺少一种可利用可见光光催化剂、在可见光下降解气相UDMH的有效方法，这已成为亟需解决的问题。
技术实现思路
鉴于解决现有技术缺陷的目的，本专利技术提出一种净化气相偏二甲肼的方法。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：利用水热和浸渍的方法制备AgBr/TiO2/rGA，利用可见光对气态偏二甲肼进行光催化降解。优选地，所述水热和浸渍的方法制备AgBr/TiO2/rGA，包括氧化石墨烯(GO)的准备、TiO2/rGA复合材料的制备、AgBr/TiO2/RGA的制备。优选地，所述氧化石墨烯(GO)的准备，包括如下步骤：以3％～5％混合天然石墨与浓H2SO4，向混合物中添加NaNO3和KMnO4，加入H2O2，过滤溶液并以稀释盐酸洗涤(HCl：H2O＝1:20～1:5)，获得GO。优选地，所述TiO2/rGA复合材料的制备，包括如下步骤：将GO、葡萄糖和Ti(SO4)2混匀，置于160℃～200℃保持10h～14h的聚四氟乙烯衬里高压釜中；优选地，所述步骤中聚四氟乙烯衬里高压釜为180℃保持12h。优选地，所述AgBr/TiO2/RGA的制备，包括如下步骤：向乙醇水溶液中添加十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)，将制备的TiO2/RGH在40℃～80℃的CTAB溶液中浸泡4h～8h，将混合物浸入AgNO3溶液中，制备的AgBr/TiO2/RGH用乙醇和去离子水洗涤，冷冻干燥脱水得到AgBr/TiO2/RGA-1；优选地，所述步骤中将制备的TiO2/RGH在60℃的CTAB溶液中浸泡6h。优选地，所述利用可见光对气态偏二甲肼进行光催化降解，包括如下步骤：设置具备可见光光源的反应器；在所述反应器中放置砂板，砂板上放置催化剂；调节UDMH、水蒸气和净化空气，控制流量，并充分混合；反应时间为40min～80min，测定UDMH浓度。优选地，所述具备可见光光源的反应器为不锈钢光催化反应器；所述可见光光源为氙灯；所述光催化降解UDMH在不锈钢光催化反应器中进行，上面带石英窗户，氙灯在窗户上面放置。优选地，所述在反应器中放置一个带砂板的石英罐，在砂板上放置催化剂；所述样品与灯的距离为10cm～15cm；所述反应装置采用循环水冷却，反应器底部用加热板控制温度。优选地，所述UDMH放入冰箱中，用氮气吹扫；空气压缩机提供的净化空气鼓泡产生水蒸气；用质量流量计调节UDMH、水蒸气和净化空气，总流量为0.4l/min～0.6l/min；在缓冲瓶中充分混合。优选地，所述UDMH的浓度测定用气相色谱仪(Clarus680，perkinlemer，USA)-质谱仪(ClarusSQ8T，perkinlemer，USA)；所述UDMH的转化率(％)＝(UDMH进口浓度-UDMH出口浓度)/UDMH进口浓度×100％。相对于现有技术，本专利技术的技术方案具有如下有益效果：第一，以可见光降解气相UDMH，目前对UDMH气相处理的研究主要集中在紫外光灯或高温环境下，易产生剧毒物质NDMA；第二，AgBr/TiO2/rGA复合材料中的纳米银和石墨烯不仅拓宽了光的吸收范围和强度，而且抑制了电荷复合，增强了电子空穴分离；第三，AgBr/TiO2/rGA复合材料具有显著的降解性能，UDMH的最高转化率为51％，远高于对照组的29％，主要归因于吸收和光催化的协同作用；更重要的是，石墨烯的光热效应提高了AgBr/TiO2/rGA复合材料的温度，提高了UDMH的降解效率；此外，值得注意的是，在最佳条件下没有检测到NDMA。附图说明图1示出了可见光下降解流动相中气态偏二甲肼的反应系统示意图。图2示出了样品的XRD图谱。图3示出了(a)GO,(b)rGA,(c)TiO2/rGA(d)AgBr/rGA(e)AgBr/TiO2/rGA的SEM图，(f)AgBr/TiO2/rGA的EDX图，(g-h)GO，(i)AgBr/TiO2/rGA的TEM图。图4示出了样品的红外光谱图。图5示出了rGA、GO和AgBr/TiO2/rGA的拉曼光谱图。图6示出了AgBr/TiO2/rGA、TiO2/rGA、AgBr/rGA和rGA的N2吸附/解吸曲线图。图7示出了不同样品在(a)干燥和(b)50％H2O空气中的UDMH转化率图。图8示出了AgBr/TiO2/rGA光催化复合材料降解UDMH气体的可能机理。图9示出了模拟太阳光下UDMH降解产物的色谱图。图10示出了AgBr/TiO2/RGA和对照组的红外热分析图像。图11示出了不同温度下AgBr/TiO2/rGA-2的UDMH转化率。图12示出了不同温度下UDMH的降解产物色谱图。具体实施方式为了充分了解本专利技术的目的、特征及功效，通过下述具体实施方式，对本专利技术作详细说明。除非另有说明，否则本专利技术中涉及的技术术语均具有本领域技术人员通常理解的含义。实施例1一、工艺方法本实施例提供了一种在可见光下降解流动相中气态偏二甲肼的方法。包括利用水热和浸渍的方法制备AgBr/TiO2/rGA，利用可见光对气态偏二甲肼进行光催化降解，具体步骤为：(1)GO准备：在搅拌下将3g天然石墨与70mL浓H2SO4混合，然后在冰浴中缓慢地向混合物中添加1.5gNaNO3和9gKMnO4。之后，从冰浴中取出溶液，并在强搅拌下在35℃下保持90min。依次加入140ml去离子水，在95℃搅拌溶液1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种净化气相偏二甲肼的方法，其特征在于，包括：利用水热和浸渍的方法制备AgBr/TiO

【技术特征摘要】
1.一种净化气相偏二甲肼的方法，其特征在于，包括：利用水热和浸渍的方法制备AgBr/TiO2/rGA，利用可见光对气态偏二甲肼进行光催化降解。


2.根据权利要求1所述的净化气相偏二甲肼的方法，其特征在于，所述水热和浸渍的方法制备AgBr/TiO2/rGA，包括氧化石墨烯(GO)的准备、TiO2/rGA复合材料的制备、AgBr/TiO2/RGA的制备。


3.根据权利要求2所述的净化气相偏二甲肼的方法，其特征在于，所述氧化石墨烯(GO)的准备，主要包括如下步骤：以3％～5％混合天然石墨与浓H2SO4，向混合物中添加NaNO3和KMnO4，加入H2O2，过滤溶液并以稀释盐酸洗涤(HCl：H2O＝1:20～1:5)，获得GO。


4.根据权利要求2所述的净化气相偏二甲肼的方法，其特征在于，所述TiO2/rGA复合材料的制备，包括如下步骤：将GO、葡萄糖和Ti(SO4)2混匀，置于160℃～200℃保持10h～14h的聚四氟乙烯衬里高压釜中；优选地，所述步骤中聚四氟乙烯衬里高压釜为180℃保持12h。


5.根据权利要求2所述的净化气相偏二甲肼的方法，其特征在于，所述AgBr/TiO2/RGA的制备，包括如下步骤：向乙醇水溶液中添加十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)，将制备的TiO2/RGH在40℃～80℃的CTAB溶液中浸泡4h～8h，将混合物浸入AgNO3溶液中，制备的AgBr/TiO2/RGH用乙醇和去离子水洗涤，冷冻干燥脱水得到AgBr/TiO2/RGA-1；优选地，所述步骤中将制备的TiO2/RGH在60℃的CTA...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾瑛，侯若梦，吕晓猛，沈可可，黄远征，
申请(专利权)人：中国人民解放军火箭军工程大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61