1. 痛点问题 2020年我国VOCs 排放量将达到3000万吨，催化氧化技术因具有适用范围广、起燃温度低、能耗低、净化效率高、无二次污染等优点，已成为当前VOCs治理行业研究和应用的主流技术之一，而制备高效、稳定、廉价的催化剂是催化氧化技术的核心。目前我国大中型企业VOCs催化氧化装置所采用的催化剂仍以进口为主，价格昂贵，国产催化剂虽然价格低，但存在催化氧化活性低、稳定性差、易中毒失活等缺点而难以满足工业需求。国内外学者从催化剂活性组成、结构形态、氧化物间的协同作用以及氧化机理等基础研究方面进行了广泛而深入的探究，而在工业催化氧化催化剂研制与应用方面涉足较少，因此加快研发高效工业VOCs催化氧化催化剂已成为当前国内相关研究者和工程技术人员的共识和当务之急。 2. 解决方案 该技术以蜂窝堇青石陶瓷为载体，通过原位生长方式在蜂窝陶瓷内外表面引入复合金属氧化物有序微/纳米结构，通过调控微/纳米结构的尺寸和形貌特征，系统研究微/纳米结构对催化剂催化氧化 VOCs的作用规律，建立了催化成分和微/纳米结构对催化氧化的影响规律。同时探究了掺杂元素和水蒸气循环对阻止积炭形成和脱氯的作用机制，进一步提升催化剂稳定性及抗氯中毒能力，为彻底解决催化氧化技术控制VOCs复杂问题提供理论依据和技术支撑。 合作需求 江苏中创清源科技有限公司以清华大学团队的核心技术为支撑，推进产业进程，打造国产催化剂高端技术品牌。以化工，石化，涂装，印刷等VOCs治理行业大型环保工程公司为目标客户，与环保工程公司进行优势互补，推动示范工程建设，进行技术的工程化应用，形成以点带面效应，树立品牌，联合推广项目技术和产品。

针对工业生产过程排放的烷烃、芳香烃、烯烃、卤代烃、酯、醛、酮等VOCs，项目开发了实现VOCs高效净化的催化燃烧技术。通过活性组分、涂层材料和载体材料的优化，筛选出具有高催化活性的催化剂组分配伍。通过制备工艺参数的控制，实现了催化剂的均一、稳定制备。开发了与催化剂匹配的高效净化集成工艺，实现能量的综合利用。项目获国家发明授权专利3项。

本发明涉及化学催化剂制备技术，旨在提供一种用于氯代挥发性有机物低温催化燃烧的催化剂及制备方法。该催化剂是以γ‑Al2O3颗粒为载体，以NM‑RMO‑Co3O4为活性组分；其中，RMO‑Co3O4占催化剂重量的5～15％，NM占催化剂重量的0.01％～0.2％，余量为γ‑Al2O3颗粒；所述RMO为稀土金属氧化物CeO2、ZrO2、La2O3、Nd2O3、Y2O3中的一种或几种，NM为贵金属Pd、Pt、Ru、Rh中的一种或几种。本发明提供的催化剂具有制备工艺简单、价格低廉、催化活性高、抗氯中毒能力强、寿命长等优点。采用该催化剂，可以在低温空气环境中，长时间稳定地将含氯挥发性有机物转化为CO2和HCl，且技术路线方便实用，可广泛应用于工业含氯有机废气的治理。

本项目包括三大核心技术： 1、强制冷凝 VOCs 废气处理设备，创造性地将强制换热技术改造后应用于 VOCs 强制冷凝处理工艺中，针对高浓度有机废气，回收经冷凝的 VOCs 物质，同时回收废气中的温度生产热水。设备内表面均采用实验室自行研发的特殊拒油涂层处理，以防止有机物质对冷凝器的污染，提高冷凝装置稳定运行效率并降低设备维护成本。 2、开发的光催化氧化剂和附着技术 克服纳米光催化剂易团聚、易流失的弊端，开发出新型快速的光催化剂负载技术，能够大大推进光催化剂在废水、废气中的实际应用，负载材料廉价易得，加工方便，寿命长，具有巨大的比表面积，能够在吸附 VOCs 物质的同时，直接发生光催化反应，将 VOCs 物质完全矿化。 3、开发的高效苯吸收液及分层技术 采用特殊吸收液配方制备能够分层的高效苯吸收液，能够有效地 吸收废气中的苯、甲苯、二甲苯等有毒有害物质，净化 VOCs 废气。吸收的 VOCs 物质能够静置分层，从而能够更快速地富集，方便下一步的回收分离，吸收液可以重复使用。 三大技术可以互相结合为工艺组合，在高浓度有机废气的净化与有价值物质的回收、油烟净化、企业 VOCs 治理等方面具有广阔地应用前景。已成功解决了河北省三家企业的 VOCs 处理与排放问题。

项目成果/简介:本项目包括三大核心技术： 1、强制冷凝 VOCs 废气处理设备，创造性地将强制换热技术改造后应用于 VOCs 强制冷凝处理工艺中，针对高浓度有机废气，回收经冷凝的 VOCs 物质，同时回收废气中的温度生产热水。设备内表面均采用实验室自行研发的特殊拒油涂层处理，以防止有机物质对冷凝器的污染，提高冷凝装置稳定运行效率并降低设备维护成本。 2、开发的光催化氧化剂和附着技术 克服纳米光催化剂易团聚、易流失的弊端，开发出新型快速的光催化剂负载技术，能够大大推进光催化剂在废水、废气中的实际应用，负载材料廉价易得，加工方便，寿命长，具有巨大的比表面积，能够在吸附 VOCs 物质的同时，直接发生光催化反应，将 VOCs 物质完全矿化。 3、开发的高效苯吸收液及分层技术 采用特殊吸收液配方制备能够分层的高效苯吸收液，能够有效地 吸收废气中的苯、甲苯、二甲苯等有毒有害物质，净化 VOCs 废气。吸收的 VOCs 物质能够静置分层，从而能够更快速地富集，方便下一步的回收分离，吸收液可以重复使用。 三大技术可以互相结合为工艺组合，在高浓度有机废气的净化与有价值物质的回收、油烟净化、企业 VOCs 治理等方面具有广阔地应用前景。已成功解决了河北省三家企业的 VOCs 处理与排放问题。应用范围:VOCs 治理工况复杂、技术路线众多也决定了这一行业的发展特点：市场分散，需求多样化，企业要想把规模做大很困难。正因为市场分散，VOCs 治理行业要垄断也不容易，市场完全开放，各家企业凭借自身的技术、策略来获得竞争优势，这个市场在未来几年将以30%的速度增长。 VOCs 污染治理正在起步，有望撬动近 700 亿产值。目前，国内VOCs 污染平均治理成本约 500-600 万元，按每座工业园 5 家企业参 102与治理，省均 150 个工业园区，全国 20 个省保守估算，市场空间将达到 625~750 亿元。未来，随国内 VOCs 排放标准有望提高，VOCs治理投资有望进一步增加。 投资估计：投资 500 万元， 经济和社会效益：利润率 20-30%，经济效益显著，污染物减排效果显著。效益分析:自 2005 年企业进行 VOCs 产生全过程分析，积累了大量第一手资料， 2013 年于宏兵承担了环保部大气污染治理应急项目 VOCs 污染控制欲核算方法研究项目，对工业企业 VOCs 排放特征、排放量核算技术方法和 VOCs 处理技术绩效进行评估，建立了天津的 VOCs污染控制体系。在 VOCs 污染前端预防、后端治理技术研究中积累了丰富的经验。 南开大学清洁生产研究中心以南开大学科研平台为依托，自身拥有 XRD、同步热重分析仪、便携式气相色谱仪、液相色谱仪等大中型仪器共计 25 台，价值合计 300 余万元，拥有非常雄厚的技术力量支撑科研工作。

本项目包括三大核心技术： 1、强制冷凝 VOCs 废气处理设备，创造性地将强制换热技术改 造后应用于 VOCs 强制冷凝处理工艺中，针对高浓度有机废气，回收 经冷凝的 VOCs 物质，同时回收废气中的温度生产热水。设备内表面 均采用实验室自行研发的特殊拒油涂层处理，以防止有机物质对冷凝 器的污染，提高冷凝装置稳定运行效率并降低设备维护成本。 

（专利号：ZL 201410258557.5） 简介：本发明公开了一种可吸收挥发性有机物并高效捕集细颗粒物的褶式滤筒，属于空气过滤领域。该褶式滤筒的过滤介质分为两层，靠近迎风面侧的一层为粗效或中效过滤介质，另一层为高效过滤介质，所述靠近迎风面侧的一层过滤介质中通过喷洒或浸渍方法浸渍了一定量的以活性氧化铝为载体的铁、银离子颗粒物；褶式滤筒的外径为160～350mm，滤筒外圆周上褶与褶间的弧长为3.9～4.5mm，褶高为褶数的18％～25％。

成果描述：催化燃烧是治理大气污染气体的方法，和火焰燃烧法比较，催化氧化法是一种更洁净的治理大气污染气体的方法，特别适于处理量很大、气体浓度较低的情况。甲烷催化燃烧与非催化燃烧相比,具有燃烧效率高、操作温度低、氮氧化物和碳氢化物排放量低、环保等优点。因此，发展高效、低污染物排放的天然气催化燃烧技术具有广阔前景的方向。市场前景分析：应用于石油化工、农药、印刷、涂料、电线加工等行业。与同类成果相比的优势分析：试验结果显示：金属基结构化催化剂在催化燃烧中表现出良好的活性和稳定性，系统进行金属基结构化催化剂在挥发性有机化合物废气中的催化作用研究，为其产业化应用提供基础。

等离子体被称为是除固、液、气三态以外的第 4 种物形态，它是由电子、离子、自由基和中性粒子组成的呈电中性的导电性流体，一般分为热等离子体（平衡等离子体）和低温等离子体（非平衡等离子体），低温等离子体技术在半导体工业、聚合物薄膜、材料防腐蚀、等离子体电子学、等离子体合成、等离子体冶金、等离子体煤化工、等离子体三废处理等领域被广泛应用，通常是采用加热或放电的手段产生. 自然界中等离体产生的方式主要包括：电晕放电、介质阻挡放电、火花放电、辉光放电、汤生放电和弧光放电。其中，电晕放电和介质阻挡放电在常温常压环境下就可操作，因而被广泛应用。