CN103041797B - 一种复合光催化剂及其制备、处理废气的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复合光催化剂及其制备、处理废气的方法。由氧化锌、活性炭和粘合剂组成，其中氧化锌、活性炭、粘合剂重量比例为30-70：69-29:1-3，粘合剂为聚乙烯和/或聚丙烯。制备复合光催化剂的方法，包括以下步骤：粉碎、球磨；按重量比均匀混合；在150℃挤压成形。使用该复合光催化剂处理废气的方法，包括以下步骤：在光解器内设有无极紫外灯和复合光催化剂；废气通过光解器氧化去除有害物质。该复合光催化剂本身具有光谱响应范围宽、光活性高、反应速率快的特点。且该复合光催化剂制备方法简单，经实验使用证实对废气中二氧化硫、氨氮、非甲烷总烃和氯化物的去除率高达90%以上，实际应用效果好。

Description

一种复合光催化剂及其制备、处理废气的方法
技术领域
本发明涉及废气处理领域，具体地说涉及一种复合光催化剂及其制备、处理废气的方法。
背景技术
传统的处理污染臭气方法有氧化法、吸附法、化学氧化法、生物法、低压汞灯分解法等，但这些方法均存在二次污染、处理效果不佳等缺陷。
20世纪90年代，国际上开始尝试用光催化法去除有机废气。光催化氧化技术具有反应快速高效，对有毒有害污染物分解彻底且环境友好性等诸多优点。
通过光催化法去除有机废气的光解催化氧化机理包括两个过程：一是在产生高能离子群体的过程中，一定数量的有害气体分子受高能作用，本身分解成单质或转化为无害物质。二是含有大量高能粒子和高活性的自由基的离子群体，与大分子气体，如苯、甲苯等作用，打开了其分子内部的化学键，转化为无害的小分子物质。新生态的氧离子具有很强的氧化性，它能有效的氧化分解不受负离子作用控制的有机物。和废气反应后多余的氧离子正离子，能与氧离子负离子很快结合成中性氧，达到去除有害气体的目的。
气相污染物光催化研究则于近些年刚刚起步。虽然从有关研究结果看光催化氧化法处理气相污染物有着明显的优点和良好的应用前景，但光催化氧化技术本身还存在一些局限性，特别是催化效果不高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种复合光催化剂及其制备、处理废气的方法。这种复合光催化剂本身具有光谱响应范围宽、光活性高、反应速率快的特点。这种复合光催化剂制备方法简单，经实验使用证实对废气中二氧化硫、氨氮、非甲烷总烃和氯化物的去除率高，实际效果好。
为解决上述技术问题，本发明的复合光催化剂，由氧化锌、活性炭和粘合剂组成，其中氧化锌、活性炭、粘合剂重量比例为30-70：69-29:1-3。
作为对本发明的技术方案的进一步改进，本发明的复合光催化剂的粘合剂为聚乙烯和/或聚丙烯。
一种制备本发明的复合光催化剂的方法，包括以下步骤：
1）将原料氧化锌、活性炭和粘合剂分别粉碎、球磨至10纳米-100微米的粉粒；
2）将粉碎、球磨后的氧化锌、活性炭和粘合剂粉粒按重量比均匀混合；
3）在150℃挤压所述的原料混合物，形成复合光催化剂的2-8mm颗粒。
一种使用本发明的复合光催化剂处理废气的方法，包括以下步骤：
1）在光解器内设有无极紫外灯和复合光催化剂；
2）废气通过光解器氧化去除有害物质。
废气通过一个光解器，由于光解器内置有无极紫灯和本发明的复合催化剂，当废气通过光解器时，有害物质即可被氧化去除。
具体实施方式
实施例1
复合催化剂及其制备：氧化锌70克，活性炭29克，聚乙烯1克，分别球磨至100微米的粉粒，然后按重量比均匀混合，在150℃挤压成5mm的颗粒。
使用方法：取复合催化剂颗粒60克，置入光解器中过滤板中，同时架上5支无极紫外灯（每只100W）,用泵输送轮胎厂废气，停留时间1.5s。结果显示，废气中的二氧化硫的含量由400mg/m3降为40mg/m3，降解率为90%。
实施例2
复合催化剂及其制备：氧化锌60克，活性炭38克，聚乙烯2克，分别球磨至80微米的粉粒，然后按重量比均匀混合，在150℃挤压成6mm的颗粒。
使用方法：取复合催化剂颗粒60克，置入光解器中过滤板中，同时架上5支无极紫外灯（每只100W）,用泵输送造纸厂废气，停留时间2s。结果显示，废气中的氨氮的含量由50mg/m3降为2mg/m3，降解率为96%。
实施例3
复合催化剂及其制备：氧化锌65克，活性炭32克，聚乙烯3克，分别球磨至60微米的粉粒，然后按重量比均匀混合，在150℃挤压成4mm的颗粒。
使用方法：取复合催化剂颗粒60克，置入光解器中过滤板中，同时架上5支无极紫外灯（每只100W）,用泵输送炼油厂废气，停留时间2s。结果显示，废气中的非甲烷总烃的含量由600mg/m3降为60mg/m3，降解率为90%。
实施例4
复合催化剂及其制备：氧化锌58克，活性炭40克，聚乙烯2克，分别球磨至70微米的粉粒，然后按重量比均匀混合，在150℃挤压成3mm的颗粒。
使用方法：取复合催化剂颗粒60克，置入光解器中过滤板中，同时架上5支无极紫外灯（每只100W）,用泵输送农药厂废气，停留时间2s。结果显示，废气中的氯化物的含量由100mg/m3降为5mg/m3，降解率为95%。
实施例5
复合催化剂及其制备：氧化锌40克，活性炭57克，聚乙烯3克，分别球磨至100微米的粉粒，然后按重量比均匀混合，在150℃挤压成5mm的颗粒。
使用方法：取复合催化剂颗粒60克，置入光解器中过滤板中，同时架上5支无极紫外灯（每只100W）,用泵输送发电厂废气，停留时间2s。结果显示，废气中的二氧化硫的含量由700mg/m3降为70mg/m3，降解率为90%。
实施例6
复合催化剂及其制备：氧化锌50克，活性炭47克，聚乙烯3克，分别球磨至90微米的粉粒，然后按重量比均匀混合，在150℃挤压成9mm的颗粒。
使用方法：取复合催化剂颗粒60克，置入光解器中过滤板中，同时架上5支无极紫外灯（每只100W）,用泵输送制革厂废气，停留时间2s。结果显示，废气中的总氮化物的含量由500mg/m3降为35mg/m3，降解率为93%。

Claims (4)

1.一种复合光催化剂，其特征在于：由氧化锌、活性炭和粘合剂组成，其中氧化锌、活性炭、粘合剂重量比例为60：38:2；上述材料制成粉末，均匀混合后经高温挤压所得到的混合物，即为本复合光催化剂。
2.根据权利要求1所述的复合光催化剂，其特征在于：所述的粘合剂为聚乙烯和/或聚丙烯。
3.一种制备根据权利要求1所述的复合光催化剂的方法，其特征在于包括以下步骤：
1）将原料氧化锌、活性炭和粘合剂分别粉碎、球磨至10纳米-100微米的粉粒；
2）将粉碎、球磨后的氧化锌、活性炭和粘合剂粉粒按重量比均匀混合；
3）在150℃挤压所述的原料混合物，形成复合光催化剂的2-8mm颗粒。
4.一种使用根据权利要求1所述的复合光催化剂处理废气的方法，其特征在于包括以下步骤：
1）在光解器内设有无极紫外灯和复合光催化剂；
2）废气通过光解器氧化去除有害物质。
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