CN107115763B - 一种吸收vocs材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种吸收VOCS材料的制备方法，所述吸收VOCS材料包括以下原料：泥炭土、纳米陶瓷粉、硅藻土、沸石、稳定剂A、合成吸附剂、催化剂，所述吸收VOCS材料的制备方法，包括以下步骤：S1：称取泥炭土、纳米陶瓷粉、硅藻土、沸石、稳定剂A、合成吸附剂、催化剂，并混合均匀，制得混合物；S2：将步骤S1制得的混合物利用激光粉末烧结三维打印技术层层打印形成虫洞结构，每个洞均是相互连接相互连通，制得吸收VOCS的材料。采用本发明的吸收VOCS的材料处理含VOCs废气时对VOCs的处理效果较好，能有效降解VOCs。

Description

一种吸收VOCS材料的制备方法
【技术领域】
本发明属于VOCs治理技术领域，特别涉及一种吸收VOCS材料的制备方法。
【背景技术】
挥发性有机物，英文名称为volatile organic compounds，简写为VOCs，在我国是指常温下饱和蒸汽压大于70Pa、常压下沸点在260℃以下的有机化合物，或在20℃条件下蒸汽压大于或等于10Pa具有相应挥发性的全部有机化合物。最常见的VOCs有苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、三氯乙烯、三氯甲烷、三氯乙烷、二异氰酸酯等。
VOCs属于大气污染物，以空气为传播介质，通过呼吸系统和皮肤对人体产生毒害作用。目前治理VOCs的主要方法有物理法、化学法和生物法。其中，物理法是不改变VOCs的化学性质，只是用一种物质将其气味遮蔽和稀释，或将其从气相转移到液相或固相中，常用的治理方法有掩蔽法、稀释法和吸收法；化学法是通过化学反应改变VOCs的化学结构，使其转变为无刺激性或低刺激性物质，常用方法有燃烧法、催化氧化法和酸碱液洗涤法；物理法和化学法的缺点在于所用设备多且工艺复杂，二次污染后再生困难，后续处理过程复杂、能耗高等问题。生物法则是利用微生物的新陈代谢作用，将VOCs分解氧化为CO2、H2O等无机物达到净化目的。目前常用的生物处理工艺有生物过滤池和生物滴滤池。
现有技术的液体吸收，效率低，工作短效，更换周期快，不长久；而吸收VOCS的材料也是更换周期短，效率低，仍需进一步改进提高。
【发明内容】
本发明提供一种吸收VOCS材料的制备方法，以解决现有技术的液体吸收，效率低，工作短效，更换周期快，不长久；而吸收VOCS的材料也是更换周期短，效率低低的问题。
为解决以上技术问题，本发明提供以下技术方案：
一种吸收VOCS材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：称取泥炭土、纳米陶瓷粉、硅藻土、沸石、稳定剂A、合成吸附剂、催化剂，并混合均匀，制得混合物；
S2：将步骤S1制得的混合物利用激光粉末烧结三维打印技术层层打印形成虫洞结构，每个洞均是相互连接相互连通，制得吸收VOCS的材料。
进一步地，步骤S1中所述泥炭土、纳米陶瓷粉、硅藻土、沸石、稳定剂A、合成吸附剂、催化剂的质量比为23-45:15-25:12-20:8-14:2-4:2-3:1-2。
进一步地，步骤S1中所述合成吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
(a)采用X射线荧光光谱分析法分析高炉渣中的元素含量，并通过元素含量计算Mg/(Mn+Si)比为0.05-0.09，Mn/(Mn+Si)比为0.187-0.213；
(b)调节高炉渣Mg/(Mn+Si)比和Mn/(Mn+Si)比，于1g高炉渣中加入MgO和SiO2调节Mg/(Mn+Si)比和Mn/(Mn+Si)比分别至0.83-0.85和0.142-0.148，制得混合物A；
(c)向步骤b制得的混合物A中加入32-35mL去离子水，于微波功率为100-150W，温度为30-35℃，转速为200-300r/min下搅拌12-15min，制得混合物B；
(d)将步骤c制得的混合物B置于反应釜中，于400-500℃下反应4-6h得到反应产物，反应产物用去离子水洗净，于75-82℃下烘干至含水率≤0.6％，制得合成吸附剂。
进一步地，步骤S1中所述催化剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将粒径大小为0.03-0.2cm的沸石放在去离子水中浸泡0.7-1h，取出后放入6％-10％的硫酸溶液中加热煮沸0.4-0.8h，再用去离子水洗涤，直至pH为6.8-7.2，置于烘箱中于85-88℃下干燥1.5-1.8h，冷却备用；
(2)将18-30mL四溴化锡溶液以1滴/s的速度滴加到3-3.5倍无水乙醇中，在滴加过程中以转速为300-500r/min搅拌，配制成A液；取质量浓度为0.2％-0.6％的钯盐溶液2-4mL，以1-2滴/s的速度滴加到5-12mL无水乙醇中配制成B液，溶液pH值调节为1.2-2.4；在转速为350-450r/min，温度为42-46℃条件下，以1滴/2-4秒的速度将B液缓慢滴加到A液中，控制温度为42-46℃，在避光下以转速200-300r/min继续搅拌6-8h，于空气中静置，直至溶液粘度为4.2-5.8mPa·s，制得溶胶；
(3)将步骤2中制得的溶胶装入喷枪中，在4-10Kg/cm2压缩空气的带动下，以2-4mm/s的移动速度均匀地喷射在沸石的表面，喷枪与沸石之间的距离为18-22cm；然后置静置于温度为38-42℃下3-5h，使其形成一层均匀的凝胶薄膜；移入烘箱中于55-62℃干燥1.2-1.8h，冷却至室温后，于马福炉中，在温度为520-550℃焙烧2-2.5h，制得催化剂。
进一步地，步骤S2中所述虫洞结构是二十四面体的虫洞结构。
原理：本发明材料兼具物理和化学吸收法一体，工作周期长，吸收效率大大提高，类似吸收膜的又不是一片的膜，而是类似虫洞结构，使得废气通过的通道变得弯曲，增加了吸收的时间和反应的效率，通道长但是停留时间短，虫洞式结构拥有类似黑洞的超型构造；同时在超声波作用下，虫洞结构中的吸收液能够在超声波的作用下剧烈反应；
强超声在液体中传播时，引起的一种特有的物理现象，也是引起液体中空腔的产生、长大、压缩、闭合、反跳快速重复性运动的物理过程。在空泡崩溃闭合时产生局部高压、高温，由于声场中的频率、声强和液体的表面张力、粘度以及周围环境的温度和压力等影响，液体中的微小气核在声场的作用下发生时而强烈的时而缓。声空化作用下使得废气具有稳态和瞬态两种空化类型。
稳态空化主要是指那些内含气体和蒸气的空化泡的动力学行为，是一种较长寿命的气泡振动。这种空化过程一般在小于1W/cm2声强时产生，空化气泡振动时间长，且持续几个声波周期。在声场中这种振动气泡，由于在膨胀时气泡的表面积比压缩时大，使膨胀时扩散到泡内的气体比压缩时扩散到泡外的多，而使气泡在振动过程中增大。当振动振幅足够大时，会使气泡由稳态转变为瞬态空化，继而发生崩溃。
本发明具有下述效果：
采用本发明的吸收VOCS的材料处理含VOCs废气时对VOCs的处理效果较好，能有效降解VOCs，吸收VOCS的材料同时包含以下原料：泥炭土、纳米陶瓷粉、硅藻土、沸石、稳定剂、合成吸附剂、催化剂时，产生了协同作用，有利于促进降解VOC。
【附图说明】
图1是吸收VOCS的设备结构示意图，
图2是吸收VOCS的材料虫洞结构示意图，
图中，1为超声波发生装置，2为吸收装置，21为虫洞结构材料通道，22为进气口和23为出气口。
【具体实施方式】
为便于更好地理解本发明，通过以下实施例加以说明，这些实施例属于本发明的保护范围，但不限制本发明的保护范围。
如图1所示，在实施例中，所述吸收VOCS的材料，包括以下原料：泥炭土、纳米陶瓷粉、硅藻土、沸石、稳定剂A、合成吸附剂、催化剂。
所述的吸收VOCS的材料，以重量份为单位，包括以下原料：泥炭土23-45份、纳米陶瓷粉15-25份、硅藻土12-20份、沸石8-14份、稳定剂A 2-4份、合成吸附剂2-3份、催化剂1-2份。
所述合成吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
(a)采用X射线荧光光谱分析法分析高炉渣中的元素含量，并通过元素含量计算Mg/(Mn+Si)比为0.05-0.09，Mn/(Mn+Si)比为0.187-0.213；
(b)调节高炉渣Mg/(Mn+Si)比和Mn/(Mn+Si)比，于1g高炉渣中加入MgO和SiO2调节Mg/(Mn+Si)比和Mn/(Mn+Si)比分别至0.83-0.85和0.142-0.148，制得混合物A；
(c)向步骤b制得的混合物A中加入32-35mL去离子水，于微波功率为100-150W，温度为30-35℃，转速为200-300r/min下搅拌12-15min，制得混合物B；
(d)将步骤c制得的混合物B置于反应釜中，于400-500℃下反应4-6h得到反应产物，反应产物用去离子水洗净，于75-82℃下烘干至含水率≤0.6％，制得合成吸附剂。
所述催化剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将粒径大小为0.03-0.2cm的沸石放在去离子水中浸泡0.7-1h，取出后放入6％-10％的硫酸溶液中加热煮沸0.4-0.8h，再用去离子水洗涤，直至pH为6.8-7.2，置于烘箱中于85-88℃下干燥1.5-1.8h，冷却备用；
(2)将18-30mL四溴化锡溶液以1滴/s的速度滴加到3-3.5倍无水乙醇中，在滴加过程中以转速为300-500r/min搅拌，配制成A液；取质量浓度为0.2％-0.6％的钯盐溶液2-4mL，以1-2滴/s的速度滴加到5-12mL无水乙醇中配制成B液，溶液pH值调节为1.2-2.4；在转速为350-450r/min，温度为42-46℃条件下，以1滴/2-4秒的速度将B液缓慢滴加到A液中，控制温度为42-46℃，在避光下以转速200-300r/min继续搅拌6-8h，于空气中静置，直至溶液粘度为4.2-5.8mPa·s，制得溶胶；
(3)将步骤2中制得的溶胶装入喷枪中，在4-10Kg/cm2压缩空气的带动下，以2-4mm/s的移动速度均匀地喷射在沸石的表面，喷枪与沸石之间的距离为18-22cm；然后置静置于温度为38-42℃下3-5h，使其形成一层均匀的凝胶薄膜；移入烘箱中于55-62℃干燥1.2-1.8h，冷却至室温后，于马福炉中，在温度为520-550℃焙烧2-2.5h，制得催化剂。
所述吸收VOCS的材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：称取泥炭土、纳米陶瓷粉、硅藻土、沸石、稳定剂A、合成吸附剂、催化剂，并混合均匀，制得混合物；
S2：将步骤S1制得的混合物利用激光粉末烧结三维打印技术层层打印形成二十四面体的虫洞结构，每个洞均是相互连接相互连通，制得吸收VOCS的材料。
如图1所示：一种吸收VOCS的设备，包括超声波发生装置1、吸收装置2，所述超声波发生装置1与收装置2相连，所述吸收装置2的内中部设置有虫洞结构材料通道21，所述吸收装置2的底部和顶部分别设置有进气口22和出气口23，所述虫洞结构材料通道21的顶部和底部有混合吸收液。
混合吸收液以重量份为单位，包括以下原料：纳米铁粉32-50份、非离子型表面活性剂2-4份、阴离子型表面活性剂1-3份、乳化剂2-3份、碳表面活性剂1-2份、硅离子表面活性剂0.6-1.5份、氟碳表面活性剂0.3-0.8份、稳定剂B 1-2份。
实施例1
一种吸收VOCS的材料，包括以下原料：泥炭土、纳米陶瓷粉、硅藻土、沸石、稳定剂A、合成吸附剂、催化剂。
所述的吸收VOCS的材料，以重量份为单位，包括以下原料：泥炭40份、纳米陶瓷粉20份、硅藻土16份、沸石12份、稳定剂A 3份、合成吸附剂2.6份、催化剂1.3份。
所述合成吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
(a)采用X射线荧光光谱分析法分析高炉渣中的元素含量，并通过元素含量计算Mg/(Mn+Si)比为0.08，Mn/(Mn+Si)比为0.201；
(b)调节高炉渣Mg/(Mn+Si)比和Mn/(Mn+Si)比，于1g高炉渣中加入MgO和SiO2调节Mg/(Mn+Si)比和Mn/(Mn+Si)比分别至0.84和0.146，制得混合物A；
(c)向步骤b制得的混合物A中加入34mL去离子水，于微波功率为130W，温度为33℃，转速为200r/min下搅拌14min，制得混合物B；
(d)将步骤c制得的混合物B置于反应釜中，于450℃下反应5h得到反应产物，反应产物用去离子水洗净，于78℃下烘干至含水率为0.6％，制得合成吸附剂。
所述催化剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将粒径大小为0.12cm的沸石放在去离子水中浸泡0.9h，取出后放入8％的硫酸溶液中加热煮沸0.6h，再用去离子水洗涤，直至pH为7，置于烘箱中于86℃下干燥1.7h，冷却备用；
(2)将25mL四溴化锡溶液以1滴/s的速度滴加到3.3倍无水乙醇中，在滴加过程中以转速为400r/min搅拌，配制成A液；取质量浓度为0.4％的钯盐溶液3mL，以1滴/s的速度滴加到8mL无水乙醇中配制成B液，溶液pH值调节为1.8；在转速为400r/min，温度为45℃条件下，以1滴/3秒的速度将B液缓慢滴加到A液中，控制温度为45℃，在避光下以转速200r/min继续搅拌7h，于空气中静置，直至溶液粘度为5mPa·s，制得溶胶；
(3)将步骤2中制得的溶胶装入喷枪中，在7Kg/cm2压缩空气的带动下，以3mm/s的移动速度均匀地喷射在沸石的表面，喷枪与沸石之间的距离为20cm；然后置静置于温度为40℃下4h，使其形成一层均匀的凝胶薄膜；移入烘箱中于58℃干燥1.5h，冷却至室温后，于马福炉中，在温度为540℃焙烧2.3h，制得催化剂。
所述吸收VOCS的材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：称取泥炭土、纳米陶瓷粉、硅藻土、沸石、稳定剂、合成吸附剂、催化剂，并混合均匀，制得混合物；
S2：将步骤S1制得的混合物利用激光粉末烧结三维打印技术层层打印形成二十四面体的虫洞结构，每个洞均是相互连接相互连通，制得吸收VOCS的材料。
一种吸收VOCS的设备，包括超声波发生装置1、吸收装置2，所述超声波发生装置1与收装置2相连，所述吸收装置2的内中部设置有虫洞结构材料通道21，所述吸收装置2的底部和顶部分别设置有进气口22和出气口23，所述虫洞结构材料通道21的顶部和底部有混合吸收液。
混合吸收液以重量份为单位，包括以下原料：纳米铁粉42份、非离子型表面活性剂3份、阴离子型表面活性剂2份、乳化剂2.5份、碳表面活性剂1.6份、硅离子表面活性剂1份、氟碳表面活性剂0.6份、稳定剂1.2份。
实施例2
一种吸收VOCS的材料，包括以下原料：泥炭土、纳米陶瓷粉、硅藻土、沸石、稳定剂A、合成吸附剂、催化剂。
所述的吸收VOCS的材料，以重量份为单位，包括以下原料：泥炭土24份、纳米陶瓷粉15份、硅藻土12份、沸石8份、稳定剂A2份、合成吸附剂2份、催化剂1-2份。
所述合成吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
(a)采用X射线荧光光谱分析法分析高炉渣中的元素含量，并通过元素含量计算Mg/(Mn+Si)比为0.05，Mn/(Mn+Si)比为0.187；
(b)调节高炉渣Mg/(Mn+Si)比和Mn/(Mn+Si)比，于1g高炉渣中加入MgO和SiO2调节Mg/(Mn+Si)比和Mn/(Mn+Si)比分别至0.83和0.142，制得混合物A；
(c)向步骤b制得的混合物A中加入32mL去离子水，于微波功率为100W，温度为30℃，转速为200r/min下搅拌15min，制得混合物B；
(d)将步骤c制得的混合物B置于反应釜中，于400℃下反应6h得到反应产物，反应产物用去离子水洗净，于75℃下烘干至含水率为0.5％，制得合成吸附剂。
所述催化剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将粒径大小为0.03cm的沸石放在去离子水中浸泡1h，取出后放入6％的硫酸溶液中加热煮沸0.8h，再用去离子水洗涤，直至pH为6.8，置于烘箱中于85℃下干燥1.8h，冷却备用；
(2)将18mL四溴化锡溶液以1滴/s的速度滴加到3倍无水乙醇中，在滴加过程中以转速为300r/min搅拌，配制成A液；取质量浓度为0.2％的钯盐溶液2mL，以1滴/s的速度滴加到5mL无水乙醇中配制成B液，溶液pH值调节为1.2；在转速为350r/min，温度为42℃条件下，以1滴/2秒的速度将B液缓慢滴加到A液中，控制温度为42℃，在避光下以转速200r/min继续搅拌8h，于空气中静置，直至溶液粘度为4.2mPa·s，制得溶胶；
(3)将步骤2中制得的溶胶装入喷枪中，在4Kg/cm2压缩空气的带动下，以2mm/s的移动速度均匀地喷射在沸石的表面，喷枪与沸石之间的距离为18cm；然后置静置于温度为38℃下5h，使其形成一层均匀的凝胶薄膜；移入烘箱中于55℃干燥1.8h，冷却至室温后，于马福炉中，在温度为520℃焙烧2.5h，制得催化剂。
所述吸收VOCS的材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：称取泥炭土、纳米陶瓷粉、硅藻土、沸石、稳定剂A、合成吸附剂、催化剂，并混合均匀，制得混合物；
S2：将步骤S1制得的混合物利用激光粉末烧结三维打印技术层层打印形成二十四面体的虫洞结构，每个洞均是相互连接相互连通，制得吸收VOCS的材料。
如图1所示：一种吸收VOCS的设备，包括超声波发生装置1、吸收装置2，所述超声波发生装置1与收装置2相连，所述吸收装置2的内中部设置有虫洞结构材料通道21，所述吸收装置2的底部和顶部分别设置有进气口22和出气口23，所述虫洞结构材料通道21的顶部和底部有混合吸收液。
混合吸收液以重量份为单位，包括以下原料：纳米铁粉32份、非离子型表面活性剂2份、阴离子型表面活性剂1份、乳化剂2份、碳表面活性剂1份、硅离子表面活性剂0.6份、氟碳表面活性剂0.3份、稳定剂B 1份。
实施例3
一种吸收VOCS的材料，包括以下原料：泥炭土、纳米陶瓷粉、硅藻土、沸石、稳定剂A、合成吸附剂、催化剂。
所述的吸收VOCS的材料，以重量份为单位，包括以下原料：泥炭土44份、纳米陶瓷粉25份、硅藻土20份、沸石14份、稳定剂A 4份、合成吸附剂3份、催化剂2份。
所述合成吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
(a)采用X射线荧光光谱分析法分析高炉渣中的元素含量，并通过元素含量计算Mg/(Mn+Si)比为0.09，Mn/(Mn+Si)比为0.213；
(b)调节高炉渣Mg/(Mn+Si)比和Mn/(Mn+Si)比，于1g高炉渣中加入MgO和SiO2调节Mg/(Mn+Si)比和Mn/(Mn+Si)比分别至0.85和0.148，制得混合物A；
(c)向步骤b制得的混合物A中加入35mL去离子水，于微波功率为150W，温度为30-35℃，转速为300r/min下搅拌12min，制得混合物B；
(d)将步骤c制得的混合物B置于反应釜中，于500℃下反应4h得到反应产物，反应产物用去离子水洗净，于82℃下烘干至含水率为0.5％，制得合成吸附剂。
所述催化剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将粒径大小为0.2cm的沸石放在去离子水中浸泡0.7h，取出后放入10％的硫酸溶液中加热煮沸0.8h，再用去离子水洗涤，直至pH为6.8，置于烘箱中于88℃下干燥1.5h，冷却备用；
(2)将30mL四溴化锡溶液以1滴/s的速度滴加到3.5倍无水乙醇中，在滴加过程中以转速为500r/min搅拌，配制成A液；取质量浓度为0.6％的钯盐溶液4mL，以2滴/s的速度滴加到12mL无水乙醇中配制成B液，溶液pH值调节为2.4；在转速为3500r/min，温度为46℃条件下，以1滴/4秒的速度将B液缓慢滴加到A液中，控制温度为46℃，在避光下以转速300r/min继续搅拌6h，于空气中静置，直至溶液粘度为5.8mPa·s，制得溶胶；
(3)将步骤2中制得的溶胶装入喷枪中，在10Kg/cm2压缩空气的带动下，以4mm/s的移动速度均匀地喷射在沸石的表面，喷枪与沸石之间的距离为22cm；然后置静置于温度为42℃下3h，使其形成一层均匀的凝胶薄膜；移入烘箱中于62℃干燥1.2h，冷却至室温后，于马福炉中，在温度为550℃焙烧2h，制得催化剂。
所述吸收VOCS的材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：称取泥炭土、纳米陶瓷粉、硅藻土、沸石、稳定剂A、合成吸附剂、催化剂，并混合均匀，制得混合物；
S2：将步骤S1制得的混合物利用激光粉末烧结三维打印技术层层打印形成二十四面体的虫洞结构，每个洞均是相互连接相互连通，制得吸收VOCS的材料。
如图1所示：一种吸收VOCS的设备，包括超声波发生装置1、吸收装置2，所述超声波发生装置1与收装置2相连，所述吸收装置2的内中部设置有虫洞结构材料通道21，所述吸收装置2的底部和顶部分别设置有进气口22和出气口23，所述虫洞结构材料通道21的顶部和底部有混合吸收液。
混合吸收液以重量份为单位，包括以下原料：纳米铁粉50份、非离子型表面活性剂4份、阴离子型表面活性剂3份、乳化剂B 3份、碳表面活性剂2份、硅离子表面活性剂5份、氟碳表面活性剂0.8份、稳定剂2份。
对比例1
工艺与实施例3基本相同，唯有不同之处为，所述吸收VOCS的材料，包括以下原料：泥炭土、纳米陶瓷粉、硅藻土、沸石、稳定剂，但不合成吸附剂、催化剂。
对比例2
工艺与实施例3基本相同，唯有不同之处为：所述吸收VOCS的材料，包括以下原料：泥炭土、纳米陶瓷粉、硅藻土、沸石、稳定剂，但不合成吸附剂。。
对比例3
工艺与实施例3基本相同，唯有不同之处为，所述吸收VOCS的材料，包括以下原料：泥炭土、纳米陶瓷粉、硅藻土、沸石、稳定剂、合成吸附剂，但不含催化剂。。
对比例4
工艺与实施例3基本相同，唯有不同之处为，混合吸收液包括以下原料：纳米铁粉、非离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂、碳表面活性剂、硅离子表面活性剂、氟碳表面活性剂，但不含乳化剂、稳定剂。
对比例5
工艺与实施例3基本相同，唯有不同之处为，混合吸收液包括以下原料：纳米铁粉、非离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂、碳表面活性剂、硅离子表面活性剂、氟碳表面活性剂、稳定剂，但不含乳化剂。
对比例6
工艺与实施例3基本相同，唯有不同之处为，混合吸收液包括以下原料：纳米铁粉、非离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂、碳表面活性剂、硅离子表面活性剂、氟碳表面活性剂、乳化剂，但不含稳定剂。
实施例4
采用实施例1-3、对比例1-6的吸收VOCS的设备处理含有VOCs的废气。所述含有VOCs的废气主要含有苯、甲苯、二甲苯和苯乙烯，进气中VOCs浓度为600ppm，同处理20s，检测流动相室出气口中VOCs的浓度，结果见下表。
项目 进气浓度(ppm) 出气浓度(ppm) 降解效率(％)
实施例1 600 5.9 99.02
实施例2 600 6.8 98.87
实施例3 600 6.6 98.9
对比例1 600 85.4 85.76
对比例2 600 39.1 93.48
对比例3 600 26.7 95.55
对比例4 600 94.6 84.23
对比例5 600 38.1 93.65
对比例6 600 29.5 95.08
由表可知：采用本发明的吸收VOCS的设备处理含VOCs废气时对VOCs的处理效果较好，降解效率可达98.87％以上；由实施例3和对比例1-3的降解效率数据分析可知，吸收VOCS的材料同时包含以下原料：泥炭土、纳米陶瓷粉、硅藻土、沸石、稳定剂、合成吸附剂、催化剂时，产生了协同作用，促进降解VOCs；由实施例3和对比例4-6的降解效率数据分析可知，混合吸收液同时包含以下原料：纳米铁粉、非离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂、碳表面活性剂、硅离子表面活性剂、氟碳表面活性剂、乳化剂、稳定剂时，产生了协同作用，促进降解VOCs。
以上内容是对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (3)

1.一种利用吸收VOCS的设备处理含有VOCs废气的方法，其特征在于，所述吸收VOCS的设备包括超声波发生装置、吸收装置，所述超声波发生装置与吸收装置相连，所述吸收装置的内中部设置有由吸收VOCS的固体材料制成的虫洞结构材料通道，所述吸收装置的底部和顶部分别设置有进气口和出气口，所述虫洞结构材料通道的顶部和底部有混合吸收液；
所述虫洞结构材料通道的制备方法包括以下步骤：
S1：称取泥炭土、纳米陶瓷粉、硅藻土、沸石、稳定剂A、合成吸附剂、催化剂，并混合均匀，制得混合物；
S2：将步骤S1制得的混合物利用激光粉末烧结三维打印技术层层打印形成虫洞结构，每个洞均是相互连接相互连通，制得吸收VOCS的虫洞结构材料通道；
虫洞结构材料通道使得废气通过的通道变得弯曲，增加了吸收的时间和反应的效率，通道长但是停留时间短；
所述混合吸收液以重量份为单位，包括以下原料：纳米铁粉32-50份、非离子型表面活性剂2-4份、阴离子型表面活性剂1-3份、乳化剂2-3份、碳表面活性剂1-2份、硅离子表面活性剂0.6-1.5份、氟碳表面活性剂0.3-0.8份、稳定剂B1-2份；
所述含有VOCs的废气主要含有苯、甲苯、二甲苯和苯乙烯；
所述虫洞结构材料通道制备方法的步骤S1中所述泥炭土、纳米陶瓷粉、硅藻土、沸石、稳定剂A、合成吸附剂、催化剂的质量比为23-45:15-25:12-20:8-14:2-4:2-3:1-2；
所述虫洞结构材料通道制备方法的步骤S1中所述合成吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
(a)采用X射线荧光光谱分析法分析高炉渣中的元素含量，并通过元素含量计算Mg/(Mn+Si)比为0.05-0.09，Mn/(Mn+Si)比为0.187-0.213；
(b)调节高炉渣Mg/(Mn+Si)比和Mn/(Mn+Si)比，于1g高炉渣中加入MgO和SiO2调节Mg/(Mn+Si)比和Mn/(Mn+Si)比分别至0.83-0.85和0.142-0.148，制得混合物A；
(c)向步骤b制得的混合物A中加入32-35mL去离子水，于微波功率为100-150W，温度为30-35℃，转速为200-300r/min下搅拌12-15min，制得混合物B；
(d)将步骤c制得的混合物B置于反应釜中，于400-500℃下反应4-6h得到反应产物，反应产物用去离子水洗净，于75-82℃下烘干至含水率≤0.6％，制得合成吸附剂。
2.根据权利要求1所述利用吸收VOCS的设备处理含有VOCs废气的方法，其特征在于：所述虫洞结构材料通道制备方法的步骤S1中所述催化剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将粒径大小为0.03-0.2cm的沸石放在去离子水中浸泡0.7-1h，取出后放入6％-10％的硫酸溶液中加热煮沸0.4-0.8h，再用去离子水洗涤，直至pH为6.8-7.2，置于烘箱中于85-88℃下干燥1.5-1.8h，冷却备用；
(2)将18-30mL四溴化锡溶液以1滴/s的速度滴加到3-3.5倍无水乙醇中，在滴加过程中以转速为300-500r/min搅拌，配制成A液；取质量浓度为0.2％-0.6％的钯盐溶液2-4mL，以1-2滴/s的速度滴加到5-12mL无水乙醇中配制成B液，溶液pH值调节为1.2-2.4；在转速为350-450r/min，温度为42-46℃条件下，以1滴/2-4秒的速度将B液缓慢滴加到A液中，控制温度为42-46℃，在避光下以转速200-300r/min继续搅拌6-8h，于空气中静置，直至溶液粘度为4.2-5.8mPa·s，制得溶胶；
(3)将步骤2中制得的溶胶装入喷枪中，在4-10Kg/cm2压缩空气的带动下，以2-4mm/s的移动速度均匀地喷射在沸石的表面，喷枪与沸石之间的距离为18-22cm；然后置静置于温度为38-42℃下3-5h，使其形成一层均匀的凝胶薄膜；移入烘箱中于55-62℃干燥1.2-1.8h，冷却至室温后，于马福炉中，在温度为520-550℃焙烧2-2.5h，制得催化剂。
3.根据权利要求1所述利用吸收VOCS的设备处理含有VOCs废气的方法，其特征在于，所述虫洞结构是二十四面体的虫洞结构。
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