一种光催化降解氨气的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种光催化降解氨气的方法和装置，涉及臭气处理技术领域。本发明专利技术提供的光催化降解氨气的方法，包括以下步骤：在基底表面制备Cu/TiO2催化剂薄膜；在所述Cu/TiO2催化剂薄膜表面通入待处理气体，在光照条件下，进行光催化反应，降解待处理气体中的氨气。本发明专利技术基于Cu/TiO2催化剂薄膜利用光催化技术使氨气降解，可高效、低成本地达到去除氨气的目的。与现有技术相比，本发明专利技术适用范围宽、反应迅速、低能耗、低成本、易操作、便于应用，在污水处理厂及餐厨垃圾处理厂的臭气处理方面有较大的应用潜力。的应用潜力。的应用潜力。

【技术实现步骤摘要】
一种光催化降解氨气的方法和装置


[0001]本专利技术涉及臭气处理
，具体涉及一种光催化降解氨气的方法和装置。

技术介绍

[0002]通常，在污水处理及常规的餐厨垃圾处理过程中会有臭气产生。因此，恶臭问题已成为污水处理和餐厨垃圾处理不得不面对的问题。臭气的成分比较复杂，受底物的影响较大，研究显示，氨气是致臭物质的主要成分之一。目前除臭技术从原理上大致可以分为物理法、化学法、生物处理法和联合法等，物理法主要有吸附法，化学法主要有化学吸收法和氧化法，生物处理法主要有土壤处理法、生物滤池、生物滴滤及生物洗涤法等。
[0003]近年来，光催化氧化技术因其效率高、成本相对较低且无二次污染的优点，被广泛用于降解环境中的各种污染物，被认为是最实用的方法之一，这是因为光催化能更好地控制自由基的产生和利用太阳辐射作为能量输入。在光催化剂材料中，TiO2具有成本低、无毒和化学稳定性强的优点。因此，TiO2被认为是一种适用于光催化去除氨气的催化剂。但是TiO2光催化存在效率低和回收利用难的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种光催化降解氨气的方法和装置，本专利技术利用Cu/TiO2催化剂薄膜去除氨气，能够提高催化效率，且Cu/TiO2催化剂薄膜更易回收。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种光催化降解氨气的方法，包括以下步骤：
[0007]在基底表面制备Cu/TiO2催化剂薄膜；
[0008]在所述Cu/TiO2催化剂薄膜表面通入待处理气体，在光照条件下，进行光催化反应，降解待处理气体中的氨气。
[0009]优选地，所述Cu/TiO2催化剂薄膜的制备方法包括：利用光还原沉积法制备得到Cu/TiO2粉末；将所述Cu/TiO2粉末和分散剂混合，得到混合浆液；将所述混合浆液涂覆在基底表面，得到Cu/TiO2催化剂薄膜。
[0010]优选地，所述Cu/TiO2粉末的制备方法包括：将铜盐、水、牺牲剂和二氧化钛粉末混合，在光照条件下，进行还原反应，得到Cu/TiO2粉末。
[0011]优选地，所述Cu/TiO2粉末中铜元素与二氧化钛的质量比为0.25～5：100。
[0012]优选地，所述基底包括钛片、铜片、玻璃或ITO导电玻璃。
[0013]优选地，所述光催化反应在密闭反应器中进行。
[0014]优选地，所述待处理气体中氨气的浓度为10～50mg/m3。
[0015]优选地，所述待处理气体在Cu/TiO2催化剂薄膜表面的停留时间为12～36s。
[0016]本专利技术提供了一种光催化降解氨气的装置，包括反应器；所述反应器的内部设置有Cu/TiO2催化剂薄膜。
[0017]优选地，所述反应器为密闭反应器。
[0018]本专利技术提供了一种光催化降解氨气的方法，包括以下步骤：在基底表面制备Cu/TiO2催化剂薄膜；在所述Cu/TiO2催化剂薄膜表面通入待处理气体，在光照条件下，进行光催化反应，降解待处理气体中的氨气。本专利技术基于Cu/TiO2催化剂薄膜利用光催化技术使氨气降解，其中Cu元素作为过渡金属能与氨气配位，与TiO2协同作用，可高效、低成本地达到去除氨气的目的。与现有技术相比，本专利技术适用范围宽、反应迅速、低能耗、低成本、易操作、便于应用，在污水处理厂及餐厨垃圾处理厂的臭气处理方面有较大的应用潜力。
附图说明
[0019]图1为本专利技术实施例中光催化降解氨气的装置的结构示意图；图1中，1为气瓶，2为流量计，3为第一阀门，4为进气口，5为Cu/TiO2催化剂薄膜，6为光源，7为出气口，8为第二阀门，9为吸收池；
[0020]图2为Cu/TiO2催化剂薄膜的制作流程示意图；
[0021]图3为实施例中光催化去除氨气的反应装置示意图；
[0022]图4为实施例1～5中不同铜与二氧化钛的质量比对氨气降解效果的影响示意图；
[0023]图5为实施例6～10中不同气体停留时间对氨气降解效果的影响示意图；
[0024]图6为实施例11～15中不同铜及不同气体停留时间对氨气降解效果的影响示意图。
具体实施方式
[0025]本专利技术提供了一种光催化降解氨气的方法，包括以下步骤：
[0026]在基底表面制备Cu/TiO2催化剂薄膜；
[0027]在所述Cu/TiO2催化剂薄膜表面通入待处理气体，在光照条件下，进行光催化反应，降解待处理气体中的氨气。
[0028]本专利技术在基底表面制备Cu/TiO2催化剂薄膜。在本专利技术中，所述基底优选包括钛片、铜片、玻璃或ITO导电玻璃。在本专利技术中，所述Cu/TiO2催化剂薄膜的厚度优选为0.01～0.3mm，更优选为0.06～0.1mm。在本专利技术中，所述Cu/TiO2催化剂薄膜中铜元素与二氧化钛的质量比优选为0.25～5：100。
[0029]在本专利技术中，所述Cu/TiO2催化剂薄膜的制备方法优选包括：利用光还原沉积法制备得到Cu/TiO2粉末；将所述Cu/TiO2粉末和分散剂混合，得到混合浆液；将所述混合浆液涂覆在基底表面，得到Cu/TiO2催化剂薄膜。
[0030]在本专利技术中，所述Cu/TiO2粉末的制备方法优选包括：将铜盐、水、牺牲剂和二氧化钛粉末混合，在光照条件下，进行还原反应，得到Cu/TiO2粉末。在本专利技术中，所述铜盐、水、牺牲剂和二氧化钛粉末混合优选为：将铜盐溶于水中，依次加入牺牲剂和二氧化钛粉末，在黑暗中搅拌。在本专利技术中，所述铜盐为含有或在水溶液中会分解产生铜离子(Cu
2+
)和/或亚铜离子(Cu
+
)的盐类，更优选为五水硫酸铜。在本专利技术中，所述水优选为去离子水。在本专利技术中，所述牺牲剂优选为无水乙醇。在本专利技术中，所述二氧化钛粉末优选为二氧化钛P25。在本专利技术中，所述铜盐和水的质量比优选为1：25～510，更优选为1:63～255；所述牺牲剂和水的体积比优选为1：1～20，更优选为1:10。在本专利技术中，在黑暗中搅拌的时间优选为10min。本专利技术在黑暗中搅拌，能够防止铜盐和二氧化钛粉末在可见光条件下吸收杂质。本专利技术优选
采用高压汞灯提供光照条件；所述高压汞灯的主波长优选为254nm。在本专利技术中，优选将高压汞灯插入溶液中，提供光照条件。在本专利技术中，所述还原反应的时间优选为1h；所述还原反应的温度优选为20～30℃。本专利技术利用光还原沉积法使Cu元素(二价铜和零价铜)还原沉积于二氧化钛粉末表面。本专利技术在所述还原反应后，优选将所得体系依次进行过滤、洗涤和烘干，得到Cu/TiO2粉末。
[0031]在本专利技术中，所述Cu/TiO2粉末中铜元素与二氧化钛的质量比优选为0.25～5：100。
[0032]得到Cu/TiO2粉末后，本专利技术优选将所述Cu/TiO2粉末和分散剂混合，得到混合浆液。在本专利技术中，所述分散剂优选为无水乙醇。在本专利技术中，所述混合优选为超声混合；所述超声混合的功率优选为50～100W，更优选为6本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光催化降解氨气的方法，其特征在于，包括以下步骤：在基底表面制备Cu/TiO2催化剂薄膜；在所述Cu/TiO2催化剂薄膜表面通入待处理气体，在光照条件下，进行光催化反应，降解待处理气体中的氨气。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述Cu/TiO2催化剂薄膜的制备方法包括：利用光还原沉积法制备得到Cu/TiO2粉末；将所述Cu/TiO2粉末和分散剂混合，得到混合浆液；将所述混合浆液涂覆在基底表面，得到Cu/TiO2催化剂薄膜。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述Cu/TiO2粉末的制备方法包括：将铜盐、水、牺牲剂和二氧化钛粉末混合，在光照条件下，进行还原反应，得到Cu/TiO2粉末。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：张彦敏，张小磊，魏薇，冯健沛，王宁杰，孙颖雪，冯勇，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳，
类型：发明
国别省市：