低温净化苯醛酮类VOCs气体的催化系统、催化膜及其制备方法技术方案

本发明专利技术提供一种低温净化苯醛酮类VOCs气体的催化系统、催化膜及其制备方法，所述催化膜包括：载体涂层，由第一氧化物蒸镀形成，且所述第一氧化物为碱性氧化物；以及催化层，所述催化层通过蒸镀形成于所述载体涂层上，且所述催化层的组成中包括第二氧化物、第三氧化物以及第四氧化物，其中，所述第二氧化物以及第四氧化物为酸性氧化物，所述第三氧化物为碱性氧化物。本发明专利技术可以解决现有技术中的常用苯醛酮类VOCs气体处理方法净化效率不高、存在安全隐患以及适用浓度范围窄的问题。患以及适用浓度范围窄的问题。患以及适用浓度范围窄的问题。

【技术实现步骤摘要】
低温净化苯醛酮类VOCs气体的催化系统、催化膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及挥发性有机物处理
，尤其涉及一种低温净化苯醛酮类VOCs气体的催化系统、催化膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]挥发性有机物(Volatile Organic Compounds，VOCs)是指在正常状态下(20℃，101.3kPa)，蒸气压在0.1mmHg(13.3Pa)以上，沸点在260℃(500℉)以下的有机化学物质，其成分复杂，有特殊气味且具有渗透、挥发及脂溶等特性，具有毒性、刺激性及致畸致癌作用，其中苯、甲苯、二甲苯、甲醛等对人体健康的危害最大，长期接触会使人患上贫血症与白血病。
[0003]VOCs多半具有光化学反应性，在阳光照射下，VOCs会与大气中的NOx发生化学反应，形成二次污染物(如：臭氧等)或强化学活性的中间产物(如：自由基等)，从而增加烟雾及臭氧的地表浓度，会对人造成生命危险，同时也会危害农作物的生长，甚至导致农作物的死亡。由光化学反应所造成的烟雾，除了能降低能见度之外，所产生的臭氧、过氧乙酰硝酸酯(PAN)、过氧苯酰硝酸酯(PBN)、醛类等物质可刺激人的眼睛和呼吸系统，危害人的身体健康，伦敦、东京等城市都相继出现过光化学烟雾污染事件。
[0004]目前苯醛酮类VOCs常用的处理方法有吸收法、冷凝法、吸附法、生物法、热氧化法、光催化法、等离子体法等，正在开发的有电化学法、膜分离法、电子床加热法等。但是冷凝法适用于有可回收价值的高浓度废气处理，由于其回收效率有限，装置末端的冷凝气需通过二次处理方能达标排放。冷凝法、吸收法、吸附法本身无法净化分解苯醛酮类VOCs，均需要二次处理。生物法适用于亨利系数小于1的气体，并且难以降解比较复杂和化学稳定性强的污染物。光氧与等离子法在净化苯醛酮类VOCs的同时，会产生大量臭氧。臭氧作为破坏臭氧层的主要气体，也被列入环境部管控范围内。蓄热氧化技术(RTO)、直燃式焚烧技术(TO)、蓄热催化氧化技术(RCO)、催化燃烧技术(CO)技术中，由于其净化效率、空速与进气浓度密切相关，在浓度波动情况下，效率不稳定，且存在安全隐患。而且，RCO与CO在催化苯系污染物、醛类、酮类、短链脂肪酸混合污染气体时，需要保持催化室温度在240℃及以上方能达到排放标准，且适用于中高浓度的废气处理，浓度过高或过低都会影响RCO和CO的净化效率。

技术实现思路

[0005]针对上述技术问题，本专利技术提供一种低温净化苯醛酮类VOCs气体的催化系统、催化膜及其制备方法，以解决现有技术中的常用苯醛酮类VOCs处理方法净化效率不高、存在安全隐患以及适用浓度范围窄的问题。
[0006]为达上述目的，本专利技术提供一种低温净化苯醛酮类VOCs气体的催化膜，所述催化膜包括：载体涂层，由第一氧化物蒸镀形成，且所述第一氧化物为碱性氧化物；以及催化层，所述催化层通过蒸镀形成于所述载体涂层上，且所述催化层的组成中包括第二氧化物、第
三氧化物以及第四氧化物，其中，所述第二氧化物以及第四氧化物为酸性氧化物，所述第三氧化物为碱性氧化物。
[0007]作为可选的技术方案，所述第一氧化物选自三氧化二铝、二氧化铈、氧化铍、氧化钙、三氧化二镓、三氧化二镧、氧化镁、五氧化二铌、氧化镨、三氧化二钕、二氧化硅、五氧化二钽、氧化钍、二氧化钛、氧化锌、二氧化锆中任意一种或多种的混合物。
[0008]作为可选的技术方案，所述第二氧化物以及第四氧化物均选自七氧化二锰、三氧化锰、三氧化铬、三氧化钼、五氧化二镍、三氧化钨、五氧化二锰、二氧化镍、二氧化钴中的任意一种或多种的混合物；所述第三氧化物选自三氧化二镧、三氧化二钕、氧化钙、氧化镨、氧化钍、氧化锌、氧化镁、二氧化硅、氧化锆、三氧化二镓、氧化铍、氧化钛、三氧化二铝、五氧化二铌中的任意一种或多种的混合物。
[0009]作为可选的技术方案，所述第一氧化物为由多种氧化物组成的混合物，所述多种氧化物中的其中一种的重量百分比为10％～30％。
[0010]作为可选的技术方案，所述第一氧化物包括二氧化硅40份，氧化镨12份，氧化锌4份。
[0011]作为可选的技术方案，所述第一氧化物包括三氧化二铝25份，三氧化二镧5份，氧化钙5份，二氧化铈5份。
[0012]作为可选的技术方案，所述第一氧化物包括二氧化锆25份，二氧化钛10份，三氧化二钕25份，氧化镁10份，五氧化二铌30份。
[0013]作为可选的技术方案，所述第二氧化物、第三氧化物以及第四氧化物的重量比为1：1：2～0.5：1.5：2。
[0014]作为可选的技术方案，所述催化层的组成包括四氧化三钴5份，二氧化锆5份，锰10份。
[0015]作为可选的技术方案，所述催化层的组成包括氧化钼8份，氧化镍20份，氧化铬25份。
[0016]本专利技术还提供一种如上所述的低温净化苯醛酮类VOCs气体的催化膜的制备方法，所述制备方法包括：于载体的表面蒸镀所述第一氧化物形成所述载体涂层；以及，于所述载体涂层远离所述载体的表面上蒸镀所述第二氧化物形成所述催化层。
[0017]本专利技术还提供一种低温净化苯醛酮类VOCs气体的催化系统，所述催化系统包括依次连通的风机、加热模块以及催化模块，所述催化模块内具有催化管道，所述催化管道内填装有如上所述的低温净化苯醛酮类VOCs气体的催化膜；其中，所述苯醛酮类VOCs气体自所述风机的进气口进入所述风机，并经所述风机出气口进入所述加热模块，经所述加热模块预热后进入所述催化模块的催化管道，并与所述催化膜发生氧化反应后自所述催化模块的出口排出。
[0018]作为可选的技术方案，所述催化管道的温度小于等于180℃。
[0019]作为可选的技术方案，所述催化系统还包括控制模块，所述控制模块分别控制连接所述风机、所述加热模块以及所述催化模块。
[0020]与现有技术相比，本专利技术提供一种低温净化苯醛酮类VOCs气体的催化膜，并应用于苯醛酮类VOCs气体的催化系统中，能够在低温下甚至80℃以下高效分解苯系污染物、醛类、酮类、短链脂肪酸等常规VOCs，能源消耗低，节约能源的同时也保证了安全性，且不受进
气浓度限制。此外，本专利技术处理工艺简单，设备运行简单，通过控制模块操作，稳定方便易管理。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本专利技术的低温净化苯醛酮类VOCs气体的催化系统的简单示意图。
具体实施方式
[0023]为使对本专利技术的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。
[0024]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低温净化苯醛酮类VOCs气体的催化膜，其特征在于，所述催化膜包括：载体涂层，由第一氧化物蒸镀形成，且所述第一氧化物为碱性氧化物；以及催化层，所述催化层通过蒸镀形成于所述载体涂层上，且所述催化层的组成中包括第二氧化物、第三氧化物以及第四氧化物，其中，所述第二氧化物以及第四氧化物为酸性氧化物，所述第三氧化物为碱性氧化物。2.如权利要求1所述的低温净化苯醛酮类VOCs气体的催化膜，其特征在于，所述第一氧化物选自三氧化二铝、二氧化铈、氧化铍、氧化钙、三氧化二镓、三氧化二镧、氧化镁、五氧化二铌、氧化镨、三氧化二钕、二氧化硅、五氧化二钽、氧化钍、二氧化钛、氧化锌、二氧化锆中任意一种或多种的混合物。3.如权利要求1所述的低温净化苯醛酮类VOCs气体的催化膜，其特征在于，所述第二氧化物以及第四氧化物均选自七氧化二锰、三氧化锰、三氧化铬、三氧化钼、五氧化二镍、三氧化钨、五氧化二锰、二氧化镍、二氧化钴中的任意一种或多种的混合物；所述第三氧化物选自三氧化二镧、三氧化二钕、氧化钙、氧化镨、氧化钍、氧化锌、氧化镁、二氧化硅、氧化锆、三氧化二镓、氧化铍、氧化钛、三氧化二铝、五氧化二铌中的任意一种或多种的混合物。4.如权利要求1所述的低温净化苯醛酮类VOCs气体的催化膜，其特征在于，所述第一氧化物为由多种氧化物组成的混合物，所述多种氧化物中的其中一种的重量百分比为10％～30％。5.如权利要求1所述的低温净化苯醛酮类VOCs气体的催化膜，其特征在于，所述第一氧化物包括二氧化硅40份，氧化镨12份，氧化锌4份。6.如权利要求1所述的低温净化苯醛酮类VOCs气体的催化膜，其特征在于，所述第一氧化物包括三氧化二铝25份，三氧化二镧5份，氧化钙5份，二氧化铈5份。7.如权利要求1所述的低温净化苯醛酮类VOCs气体的催化膜，其特征在于，所述第一氧化物包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱若棨，钱敬吉，
申请(专利权)人：苏州道一至诚纳米材料技术有限公司，
类型：发明
国别省市：