一种挥发性有机物的催化涂层及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种挥发性有机物的催化涂层及制备方法，该催化涂层由下述通式(1)表示，W‑LaMnO3/W‑HZSM‑5‑NC…通式(1)其中，所述通式(1)中，W‑HZSM‑5为载体，NC表示耐火材料；W:La:Mn摩尔比为(0.2‑0.25):1:1。采用固体废弃物粉煤灰为主要材料提取Si、Al合成HZSM‑5‑X，为固体废物再利用。该催化涂层W‑LaMnO3/W‑HZSM‑5‑NC可以催化氧化挥发性有机物VOCs；对油烟VOCs戊醛(C5H10O)的氧化率大于95％；能够抗拒有机废气中有机硫燃烧产生SO2的中毒。

A Catalytic Coating for Volatile Organic Compounds and Its Preparation Method

The invention discloses a catalytic coating for volatile organic compounds and a preparation method thereof. The catalytic coating is expressed by the following general formula (1), W LaMnO3/W HZSM 5 NC. In the general formula (1), W_HZSM_5 is the carrier, NC is the refractory, and W:La:Mn molar ratio is (0.2_0.25):1:1. The solid waste fly ash is used as the main material to extract Si and Al and synthesize HZSM_5_X for solid waste reuse. The catalytic coating W LaMnO 3/W HZSM 5 NC can catalyze the oxidation of volatile organic compounds VOCs; the oxidation rate of oil fume VOCs valeraldehyde (C5H10O) is more than 95%; it can resist SO2 poisoning caused by organic sulfur combustion in organic waste gas.

【技术实现步骤摘要】
一种挥发性有机物的催化涂层及制备方法
本专利技术涉及环境污染控制
，特别是涉及一种复合抗硫催化氧化挥发性有机物的催化涂层及制备方法。
技术介绍
油烟是食品加工和餐饮行业最主要的大气污染物之一，油腻细颗粒物粒径在20-100纳米之间，浓度可高达200毫克/立方米。油烟中含有大量的挥发/半挥发性有机物，主要有醛、酮、烃、脂肪酸、醇、芳香族化合物、酯、内酯、杂环化合物等污染物，未经处理的油烟排放对周边空气质量环境造成严重影响，特别是刺激性味道较大有机物，会对人体嗅觉产生较强烈的敏感反应，企业周边居民投诉较多。现有油烟治理技术主要包括传统净化技术：碱液洗涤、静电处理、UV光解和活性炭吸附等技术手段。目前油烟及VOCs处理存在以下三大不足：第一、常规处理设备对油烟处理效果差。油烟普遍敞开系统收集，系统收集过量空气，油烟废气量大，后续处理设备负荷高，需要庞大的处理系统。油烟粒径为20-100纳米的超细颗粒物，在排气中以气溶胶形式存在，且难溶于水，因而洗涤设备的净化效率有限，洗涤废水易产生二次污染。油烟中油脂浓度最高可达20-100mg/m3，粘附性强，极易粘附在管道、净化设备(过滤分离、静电、光解等)上，导致净化设备难以持续稳定运行，清理设备中油脂工作量大。过滤分离设备随着过滤时间延长,滤层阻力逐渐增大,油烟处理效果变差且滤料易破损,因吸附材料清洗困难,滤料难以重复使用,且废弃单独处置时易产生二次污染。第二、常规处理设备对挥发/半挥发有机物异味难处理。油烟废气中存在大量挥发/半挥发有机物主要有烃类(一(二)氯甲烷、二氯二氟甲烷、氯乙烷、正己(庚)烷等)、烯类(丙烯、氯乙烯、丁二烯等)、含氧有机物(酮类、醛类)等，是异味的主要来源。传统净化技术(洗涤、静电、光解等)对有机物的分解去除效率差。第三、催化燃烧时废气中硫宜使催化涂层中毒。燃烧处理时若有机硫对油烟油脂和有机物的燃烧处理最彻底而且效率高，但因风量大(单台炉灶风量达到2000m3/h)，挥发/半挥发有机物浓度相对燃烧而言低，废气直接催化燃烧能耗巨大难以实现；当炉灶燃料为焦炭时，燃烧废气混入油烟时焦炭燃烧的硫份易使催化涂层中毒，降低催化燃烧效率。
技术实现思路
本专利技术提供了一种挥发性有机物的催化涂层及制备方法。本专利技术提供了如下方案：一种挥发性有机物的催化涂层，由下述通式(1)表示，W-LaMnO3/W-HZSM-5-NC…通式(1)其中，所述通式(1)中，W-HZSM-5为载体，NC表示耐火材料；W:La:Mn摩尔比为(0.2-0.25):1:1。一种所述的挥发性有机物的催化涂层的制备方法，所述方法包括：从粉煤灰中提取SiO2以及Al2O3，将提取的SiO2以及Al2O3按比例与Na2O、四丙基氢氧化铵分步混合搅拌加热形成凝胶；将所述凝胶与聚二甲基二烯丙基氯化铵、3(NH4)2O-7WO3-6H2O按比例混合制备获得W-HZSM-5-X载体；通过浸渍方法将La(NO3)3、Mn(NO3)2、3(NH4)2O-7WO3-6H2O浸渍在所述W-HZSM-5-X载体中，程序升温煅烧制备获得W-LaMnO3/W-HZSM-5催化剂；将所述W-LaMnO3/W-HZSM-5催化剂涂覆于NC型耐火材料表面经煅烧即得所述W-LaMnO3/W-HZSM-5-NC催化涂层。优选的：所述从粉煤灰中提取SiO2以及Al2O3包括：将粉煤灰与NaOH煅烧后通过浸取方法提取SiO2以及Al2O3。优选的：将粉煤灰在750-850℃温度下煅烧2.2-2.6小时，然后与NaOH混合在820-860℃温度下煅烧2.5-3.2小时，获得煅烧产物；将所述煅烧产物冷却至46-55℃加入3mol/L的HCl控制液固比为10:1，搅拌2.5-3.2小时得到富含Si、Al物质的溶胶；调节PH并通入CO2过滤经分离、洗涤、烘干获得SiO2以及Al2O3。优选的：所述凝胶中各物质的摩尔比例为H2O:SiO2:Al2O3:Na2O:四丙基氢氧化铵＝20:100:x:0.12:0.2；所述X为SiO2与Al2O3的比例。优选的：X＝50,100,150,200,250,300。优选的：将所述凝胶与聚二甲基二烯丙基氯化铵、3(NH4)2O-7WO3-6H2O按比例混合通过水热合成制备获得W-HZSM-5-X载体。优选的：所述W-LaMnO3/W-HZSM-5-NC催化涂层中W:La:Mn摩尔比为(0.2-0.25):1:1，LaMnO3的重量占比为10％。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：通过本专利技术，可以实现一种挥发性有机物的催化涂层及制备方法，在一种实现方式下，该催化涂层可以由下述通式(1)表示，W-LaMnO3/W-HZSM-5-NC…通式(1)其中，所述通式(1)中，W-HZSM-5为载体，NC表示耐火材料；W:La:Mn摩尔比为(0.2-0.25):1:1。采用固体废弃物粉煤灰为主要材料提取Si、Al合成HZSM-5-X，为固体废物再利用。该催化涂层W-LaMnO3/W-HZSM-5-NC可以催化氧化挥发性有机物VOCs；对油烟VOCs戊醛(C5H10O)的氧化率大于95％；能够抗拒有机废气中有机硫燃烧产生SO2的中毒。当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。具体实施方式下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例提供的了一种挥发性有机物的催化涂层，该催化涂层由下述通式(1)表示，W-LaMnO3/W-HZSM-5-NC…通式(1)其中，所述通式(1)中，W-HZSM-5为载体，NC表示耐火材料；W:La:Mn摩尔比为(0.2-0.25):1:1。该催化涂层W-LaMnO3/W-HZSM-5-NC可以催化氧化挥发性有机物VOCs；对油烟VOCs戊醛(C5H10O)的氧化率大于95％；能够抗拒有机废气中有机硫燃烧产生SO2的中毒。本申请实施例还可以提供一种所述的挥发性有机物的催化涂层的制备方法，该方法包括：从粉煤灰中提取SiO2以及Al2O3，将提取的SiO2以及Al2O3按比例与Na2O、四丙基氢氧化铵分步混合搅拌加热形成凝胶；具体的，将粉煤灰与NaOH煅烧后通过浸取方法提取SiO2以及Al2O3。将粉煤灰在750-850℃温度下煅烧2.2-2.6小时，然后与NaOH混合在820-860℃温度下煅烧2.5-3.2小时，获得煅烧产物；将所述煅烧产物冷却至46-55℃加入3mol/L的HCl控制液固比为10:1，搅拌2.5-3.2小时得到富含Si、Al物质的溶胶；调节PH并通入CO2过滤经分离、洗涤、烘干获得SiO2以及Al2O3。将所述凝胶与聚二甲基二烯丙基氯化铵、3(NH4)2O-7WO3-6H2O按比例混合制备获得W-HZSM-5-X载体；所述凝胶中各物质的摩尔比例为H2O:SiO2:Al2O3:Na2O:四丙基氢氧化铵＝20:100:x:0.12:0.2；所述X为SiO2与Al2O3的比例。具体的，X＝50,100,150,200,250,300。通过浸渍方法将La(NO3)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种挥发性有机物的催化涂层，其特征在于，由下述通式(1)表示，W‑LaMnO3/W‑HZSM‑5‑NC…通式(1)其中，所述通式(1)中，W‑HZSM‑5为载体，NC表示耐火材料；W:La:Mn摩尔比为(0.2‑0.25):1:1。

【技术特征摘要】
1.一种挥发性有机物的催化涂层，其特征在于，由下述通式(1)表示，W-LaMnO3/W-HZSM-5-NC…通式(1)其中，所述通式(1)中，W-HZSM-5为载体，NC表示耐火材料；W:La:Mn摩尔比为(0.2-0.25):1:1。2.一种所述的挥发性有机物的催化涂层的制备方法，其特征在于，所述方法包括：从粉煤灰中提取SiO2以及Al2O3，将提取的SiO2以及Al2O3按比例与Na2O、四丙基氢氧化铵分步混合搅拌加热形成凝胶；将所述凝胶与聚二甲基二烯丙基氯化铵、3(NH4)2O-7WO3-6H2O按比例混合制备获得W-HZSM-5-X载体；通过浸渍方法将La(NO3)3、Mn(NO3)2、3(NH4)2O-7WO3-6H2O浸渍在所述W-HZSM-5-X载体中，程序升温煅烧制备获得W-LaMnO3/W-HZSM-5催化剂；将所述W-LaMnO3/W-HZSM-5催化剂涂覆于NC型耐火材料表面经煅烧即得所述W-LaMnO3/W-HZSM-5-NC催化涂层。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述从粉煤灰中提取SiO2以及Al2O3包括：将粉煤灰与NaOH煅烧后通过浸取方法提取SiO2以及Al2O...

【专利技术属性】
技术研发人员：石应杰，王华生，李建，朱金伟，王凡，张艳平，谭玉玲，张凡，
申请(专利权)人：中国环境科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11