權(quán)利要求書： 1.石墨烯吸附?蓄熱式催化燃燒凈化OCs裝置，其特征在于：包括廢氣預(yù)處理單元及廢氣凈化單元，所述廢氣凈化單元內(nèi)從下至上依次設(shè)有連通的燃燒室、石墨烯多孔陶瓷蓄熱體及三維介孔石墨烯骨架，所述燃燒室內(nèi)設(shè)有燃氣噴嘴和催化OCs燃燒的第一級石墨烯催化劑，所述石墨烯多孔陶瓷蓄熱體內(nèi)設(shè)有第二級石墨烯催化劑，所述三維介孔石墨烯骨架內(nèi)設(shè)有OCs降解催化劑；所述廢氣預(yù)處理單元經(jīng)設(shè)于所述石墨烯多孔陶瓷蓄熱體內(nèi)的換熱管與所述燃燒室連通，所述廢氣預(yù)處理單元包括堿性石墨烯凈化柱和酸性石墨烯凈化柱；

所述石墨烯多孔陶瓷蓄熱體貯存所述燃燒室產(chǎn)生的部分熱量，并通過熱交換傳遞給所述換熱管及所述第二級石墨烯催化劑。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯吸附?蓄熱式催化燃燒凈化OCs裝置，其特征在于：所述堿性石墨烯凈化柱內(nèi)填充有弱堿性的氨基化石墨烯、氨基化石墨烯氧化物、氨基化石墨烯?高分子材料、殼聚糖?石墨烯復(fù)合膜、殼聚糖?石墨烯氧化物、金屬粒子/殼聚糖?石墨烯、氨基化石墨烯?離子液體、PAMAM樹狀大分子?石墨烯、石墨烯?堿性離子液體納米復(fù)合材料中的任意一種；

所述酸性石墨烯凈化柱內(nèi)填充有弱酸性的氧化石墨烯、羧基化石墨烯、羥基化石墨烯、氧化石墨烯?氧化碳納米管、酸性離子液體?氧化石墨烯、聚乙醇酸?氧化石墨烯、聚乳酸?氧化石墨烯、聚乙烯醇縮丁醛?氧化石墨烯納米復(fù)合材料中的任意一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯吸附?蓄熱式催化燃燒凈化OCs裝置，其特征在于：所述第一級石墨烯催化劑為Pt/硼摻雜石墨烯、Ru/氮化硼、Pd/硼摻雜石墨烯、Pt?MnO2/硼摻雜石墨烯、MnOx?CoOx?CuOx/硼摻雜石墨烯中的任意一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯吸附?蓄熱式催化燃燒凈化OCs裝置，其特征在于：所述第二級石墨烯催化劑為Cr2O3?MnO2?CuO/石墨烯、FexS?MnO2/石墨烯、CeO2?TiO2/氮摻雜石墨烯、Cu?Mn/石墨烯、Zn2GeO4/石墨烯、Cr2O3/ZrO2、Cu?Mn?Ti?石墨烯、Cu?Mn?Ce/石墨烯、Pd?Pt?Cu/石墨烯、Pt?Ce?La?Zr/硼摻雜石墨烯、CuMnOx?CeO2/石墨烯中的任意一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯吸附?蓄熱式催化燃燒凈化OCs裝置，其特征在于：所

5??

述OCs降解催化劑為Cr2O3?MnO2?CuO、FexS?MnO2/、CeO2?TiO2、CeO2?TiO2?[CoW12O40] 、Cu??

Mn、Zn2GeO4、Cr2O3ZrO2、Cu?Mn?Ti、Cu?Mn?Ce、Cu?Mn?Ag、Pd?Pt?Cu、Pt?Ce?La?Zr中的任意一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1?4任一項所述的石墨烯吸附?蓄熱式催化燃燒凈化OCs裝置，其特征在于：所述石墨烯多孔陶瓷蓄熱體以市售多孔陶瓷材料為基材，經(jīng)超聲處理、二氯化銅或二氯化鋅溶液梯度浸泡、提拉后真空干燥，再以乙炔或甲烷為碳源，經(jīng)化學(xué)氣相沉積制備而成。

7.根據(jù)權(quán)利要求1?4任一項所述的石墨烯吸附?蓄熱式催化燃燒凈化OCs裝置，其特征在于：所述三維介孔石墨烯骨架以待負載金屬催化劑前體為金屬源，以苯并咪唑為有機配體，聚乙二醇改性氧化石墨烯或?qū)Ρ蕉犯男匝趸┎牧蠟樘驾d體，采用一步溶劑熱法合成三維介孔石墨烯骨架前軀體，再經(jīng)高溫處理制備而成。

8.根據(jù)權(quán)利要求1?4任一項所述的石墨烯吸附?蓄熱式催化燃燒凈化OCs裝置，其特征在于：所述換熱管為蛇形換熱管，其兩端設(shè)有第一單向閥；所述燃燒室與所述石墨烯多孔陶瓷蓄熱體的連通處設(shè)有第二單向閥，所述石墨烯多孔陶瓷蓄熱體與所述三維介孔石墨烯骨架的連通處設(shè)有第三單向閥。

9.根據(jù)權(quán)利要求1?4任一項所述的石墨烯吸附?蓄熱式催化燃燒凈化OCs裝置，其特征在于：所述廢氣預(yù)處理單元入口端設(shè)有第一引風(fēng)機，所述換熱管出口端設(shè)有第二引風(fēng)機，所述燃燒室與所述石墨烯多孔陶瓷蓄熱體的連通處設(shè)有第三引風(fēng)機，所述石墨烯多孔陶瓷蓄熱體與所述三維介孔石墨烯骨架的連通處設(shè)有第四引風(fēng)機，所述三維介孔石墨烯骨架上方的所述廢氣凈化單元內(nèi)設(shè)有第五引風(fēng)機。

10.一種應(yīng)用如權(quán)利要求1?9任一項所述的石墨烯吸附?蓄熱式催化燃燒凈化OCs裝置的工藝，其特征在于，包括以下步驟：

S1、OCs廢氣通入所述廢氣預(yù)處理單元進行預(yù)處理；

S2、經(jīng)預(yù)處理后的所述OCs廢氣進入所述燃燒室，并在所述第一級石墨烯催化劑的作用下發(fā)生無焰燃燒；

S3、無焰燃燒后的所述OCs廢氣進入所述石墨烯多孔陶瓷蓄熱體，并與所述第二級石墨烯催化劑進行催化降解反應(yīng)；

S4、催化降解后的所述OCs廢氣進入三維介孔石墨烯骨架，并與所述OCs降解催化劑進行深度催化反應(yīng)。

說明書： 石墨烯吸附?蓄熱式催化燃燒凈化OCs裝置及工藝技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及揮發(fā)性有機物凈化領(lǐng)域，具體涉及一種石墨烯吸附?蓄熱式催化燃燒凈化OCs裝置及工藝。

背景技術(shù)[0002] 揮發(fā)性有機物(olatileOrganicCompounds，OCs)，其在常壓下的沸點一般為50℃～250℃，在常溫下以氣體形式存在。按其化學(xué)結(jié)構(gòu)的不同，可以進一步分為八類：烷

類、芳烴類、烯類、鹵代烴類、酯類、醛類、酮類和其他類，例如：烴類、鹵代烴、氧烴和氮烴，它

包括苯系物、有機氯化物、氟里昂系列、有機酮、胺、醇、醚、酯、酸和石油烴化合物等。

[0003] 在室外，OCs主要來自燃料燃燒和交通運輸產(chǎn)生的化工、印染、制藥、電子等工業(yè)廢氣、汽車尾氣、光化學(xué)污染等；而在室內(nèi)則主要來自燃煤和天然氣等燃燒產(chǎn)物、吸煙、采暖

和烹調(diào)等的煙霧，建筑和裝飾材料、家具油漆、家用電器、清潔劑的排放等。

[0004] 揮發(fā)性有機物的危害很明顯，當(dāng)居室中揮發(fā)性有機物濃度超過一定濃度時，在短時間內(nèi)人們感到頭痛、惡心、嘔吐、四肢乏力；嚴(yán)重時會導(dǎo)致抽搐、昏迷、記憶力減退。揮發(fā)性

有機物傷害人的肝臟、腎臟、大腦和神經(jīng)系統(tǒng)，其中還包含了很多致癌物質(zhì)。室內(nèi)空氣被揮

發(fā)性有機物污染已引起各國重視。中華人民共和國頒布的《民用建筑室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)

范》中，室內(nèi)空氣中TOC的含量，已經(jīng)成為評價居室室內(nèi)空氣質(zhì)量是否合格的一項重要項

目。在此標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的TOC含量為Ⅰ類民用建筑工程：0.5mg/立方米、Ⅱ類民用建筑工程：

3

0.6mg/立方米(等同600微克/立方米,600μg/m ,261ppbv或0.261ppm)。

[0005] 市面上用于控制室內(nèi)揮發(fā)性有機物的方法很多，如活性碳吸附、臭氧法等(宗曉東.OCs治理技術(shù)綜述[J].內(nèi)蒙古石油化工,2018，5：94?96)。有報導(dǎo)稱“低溫等離子”亦成

為解決揮發(fā)性有機物的方法之一(趙忠林,鄭光,吳江等.低溫等離子體對幾種常見揮發(fā)性

有機物的凈化性能研究[J].職業(yè)衛(wèi)生與應(yīng)急救援,2019(2):188?191)。帶有大量電子鍵的

光等離子等離子氣流具有破壞有機分子的能力，能夠迅速中和空氣中的揮發(fā)性甲醛、甲苯、

OC等氣體分子，使之分解成為水和二氧化碳，通過鏈?zhǔn)椒磻?yīng)將污染物徹底分解。此外，光觸

媒(Photocatalyticoxidation,PCO)對于大部分之室內(nèi)揮發(fā)性有機物有效，且能在室溫下

將揮發(fā)性有機物完全分解成水及二氧化碳，因此成為近年來發(fā)展最快且應(yīng)用最廣之室內(nèi)空

氣清凈技術(shù)(趙蘭.光觸媒對紫外微生物降解OCs的影響[J].廣東化工,2013(1):81?83)。

[0006] 但上述傳統(tǒng)方法在凈化效率仍不穩(wěn)定，一些殘留難降解OCs成分(如苯，二甲苯，甲醛，二氯甲烷、氯苯等含氯有機污染物，苯胺、硝基苯含氮有機污染物等)或中間產(chǎn)物(如

NOx、SO2、硝胺、亞硝胺等有機污染物降解產(chǎn)物等)較難得到徹底凈化；一些凈化方法，如低溫

等離子法成本較高，限制了技術(shù)的推廣應(yīng)用。尤其對含大量有機溶劑的OCs廢氣時，上述方

法在凈化效率及安全性上存在瓶頸。

[0007] 一些研究者也探索采用蓄熱式有機廢氣催化燃燒法凈化OCs，但未經(jīng)過預(yù)處理的OCs直接蓄熱燃燒，凈化效率相對偏低。且OCs氣成分復(fù)雜，傳統(tǒng)催化劑容易中毒(唐中友，

馮躍臻，羅家溥，陳玉斌，鄭聲健.一種蓄熱式有機廢氣催化燃燒反應(yīng).ZL

201721268011.3)，一些殘留難降解OCs成分或中間產(chǎn)物較難得到徹底凈化。市場需要一種

可徹底凈化工業(yè)生產(chǎn)中的各類OCs成分，并且裝置簡便、操作安全，催化劑使用壽命長，成

本可控、催化劑不易中毒的的OCs凈化裝置及工藝。

發(fā)明內(nèi)容[0008] 為了彌補現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供了一種石墨烯吸附?蓄熱式催化燃燒凈化OCs裝置，具有凈化OCs效率高，可徹底凈化OCs中間產(chǎn)物的優(yōu)點。

[0009] 為了達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：[0010] 石墨烯吸附?蓄熱式催化燃燒凈化OCs裝置，包括廢氣預(yù)處理單元及廢氣凈化單元，所述廢氣凈化單元內(nèi)從下至上依次設(shè)有連通的燃燒室、石墨烯多孔陶瓷蓄熱體及三維

介孔石墨烯骨架，所述燃燒室內(nèi)設(shè)有燃氣噴嘴和催化OCs燃燒的第一級石墨烯催化劑，所

述石墨烯多孔陶瓷蓄熱體內(nèi)設(shè)有第二級石墨烯催化劑，所述三維介孔石墨烯骨架內(nèi)設(shè)有

OCs降解催化劑；所述廢氣預(yù)處理單元經(jīng)設(shè)于所述石墨烯多孔陶瓷蓄熱體內(nèi)的換熱管與所

述燃燒室連通，所述廢氣預(yù)處理單元包括堿性石墨烯凈化柱和酸性石墨烯凈化柱。

[0011] 進一步的，所述堿性石墨烯凈化柱內(nèi)填充有弱堿性的氨基化石墨烯、氨基化石墨烯氧化物、氨基化石墨烯?高分子材料、殼聚糖?石墨烯復(fù)合膜、殼聚糖?石墨烯氧化物、金屬

粒子/殼聚糖?石墨烯、氨基化石墨烯?離子液體、PAMAM樹狀大分子?石墨烯、石墨烯?堿性離

子液體納米復(fù)合材料中的任意一種；所述堿性石墨烯凈化柱的填充材料可通過依次堿洗、

醇洗、真空干燥(25～40℃)等操作進行活化反復(fù)使用。

[0012] 所述酸性石墨烯凈化柱內(nèi)填充有弱酸性的氧化石墨烯、羧基化石墨烯、羥基化石墨烯、氧化石墨烯?氧化碳納米管、酸性離子液體?氧化石墨烯、聚乙醇酸?氧化石墨烯、聚乳

酸?氧化石墨烯、聚乙烯醇縮丁醛?氧化石墨烯納米復(fù)合材料中的任意一種。所述酸性石墨

烯凈化柱的填充材料可通過依次酸洗、醇洗、真空干燥(25～40℃)等操作進行活化反復(fù)使

用。

[0013] 進一步的，所述第一級石墨烯催化劑為Pt/硼摻雜石墨烯、Ru/氮化硼、Pd/硼摻雜石墨烯、Pt?MnO2/硼摻雜石墨烯、MnOx?CoOx?CuOx/硼摻雜石墨烯中的任意一種。

[0014] 進一步的，所述第二級石墨烯催化劑為Cr2O3?MnO2?CuO/石墨烯、FexS?MnO2/石墨烯、CeO2?TiO2/氮摻雜石墨烯、Cu?Mn/石墨烯、Zn2GeO4/石墨烯、Cr2O3/ZrO2、Cu?Mn?Ti?石墨

烯、Cu?Mn?Ce/石墨烯、Pd?Pt?Cu/石墨烯、Pt?Ce?La?Zr/硼摻雜石墨烯、CuMnOx?CeO2/石墨烯

中的任意一種。

[0015] 進一步的，所述OCs降解催化劑為Cr2O3?MnO2?CuO、FexS?MnO2/、CeO2?TiO2、CeO2?5?? ?

TiO2?[CoW12O40] 、Cu?Mn、Zn2GeO4、Cr2O3ZrO2、Cu?Mn?Ti、Cu?Mn?Ce、Cu?Mn?Ag、Pd?Pt?Cu、

Pt?Ce?La?Zr中的任意一種。

[0016] 進一步的，所述石墨烯多孔陶瓷蓄熱體以市售多孔陶瓷材料為基材，經(jīng)超聲處理、二氯化銅或二氯化鋅溶液梯度浸泡、提拉后真空干燥，通過惰性氣體氛程序升溫得到表面

有金屬膜的碳化硅或碳化硼多孔陶瓷材料原料，并放入化學(xué)氣相沉積反應(yīng)室密封并檢查高

溫反應(yīng)室氣密性，在保護氣氛下排出高溫反應(yīng)室中殘余氣體，然后進行程序升溫。以8℃/分

鐘的升溫速度加熱至950℃、1000℃、1050℃、1100℃，恒溫時間分別持續(xù)15分鐘、40分鐘、75

分鐘，之后通入1、5、10、15毫升/分鐘單位的甲烷或乙炔，調(diào)節(jié)氫氣流量到15?50毫升/分鐘，

反應(yīng)時間分別15分鐘、30分鐘、60分鐘、150分鐘、180分鐘、240分鐘，300分鐘。反應(yīng)結(jié)束后停

止通入甲烷或乙炔，保持氫氣和氬氣的流量不變，控制降溫速率為12℃/分鐘降到400℃，然

后自然冷卻到室溫，從而得到石墨烯多孔陶瓷蓄熱體。

[0017] 所述市售多孔陶瓷材料可以為堇青石質(zhì)多孔陶瓷、碳化硅多孔陶瓷、碳化硼多孔陶瓷、赤泥多孔陶瓷濾球、煤矸石多孔陶瓷、α?Al2O3多孔陶瓷、硅藻土基多孔陶瓷中的任意

一種。

[0018] 進一步的，所述三維介孔石墨烯骨架以待負載金屬催化劑前體(如氯鉑酸為鉑前體，六水合硝酸鈷為鈷前體，氯化鈀為鈀前體，氯化銅為銅前體，四氯化鈦為鈦前體等)為金

屬源，以苯并咪唑為有機配體，聚乙二醇改性氧化石墨烯或?qū)Ρ蕉犯男匝趸┑炔?br>
料為碳載體，采用一步溶劑熱法合成三維介孔石墨烯骨架前軀體，再經(jīng)高溫處理制備而成。

[0019] 所述金屬催化劑前體、改性石墨烯載體的重量比例為1?2.5：1，視前體不同略有差異。所述溶劑熱法的溶劑為二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亞砜(DMSO)、二甲基乙酰胺(DMAC)、

N?甲基吡咯烷酮(NMP)中的任意一種，所述溶劑熱法的溫度為180?500℃，時間為8?48h。三

維介孔石墨烯骨架在提供惰性載體、增加催化劑的比表面積、降低界面電阻的同時，也為催

化降解反應(yīng)提供了大量的活性中心，從而提高催化劑催化降解OCs的效率。

[0020] 進一步的，所述換熱管為蛇形換熱管，其兩端設(shè)有第一單向閥；所述燃燒室與所述石墨烯多孔陶瓷蓄熱體的連通處設(shè)有第二單向閥，所述石墨烯多孔陶瓷蓄熱體與所述三維

介孔石墨烯骨架的連通處設(shè)有第三單向閥。

[0021] 進一步的，所述廢氣預(yù)處理單元入口端設(shè)有第一引風(fēng)機，所述換熱管出口端設(shè)有第二引風(fēng)機，所述燃燒室與所述石墨烯多孔陶瓷蓄熱體的連通處設(shè)有第三引風(fēng)機，所述石

墨烯多孔陶瓷蓄熱體與所述三維介孔石墨烯骨架的連通處設(shè)有第四引風(fēng)機，所述三維介孔

石墨烯骨架上方的所述廢氣凈化單元內(nèi)設(shè)有第五引風(fēng)機。

[0022] 本發(fā)明還提供了應(yīng)用上述石墨烯吸附?蓄熱式催化燃燒凈化OCs裝置的工藝，包括以下步驟：

[0023] S1、OCs廢氣通入所述廢氣預(yù)處理單元進行預(yù)處理；[0024] S2、經(jīng)預(yù)處理后的所述OCs廢氣進入所述燃燒室，并在所述第一級石墨烯催化劑的作用下發(fā)生無焰燃燒；

[0025] S3、無焰燃燒后的所述OCs廢氣進入所述石墨烯多孔陶瓷蓄熱體，并與所述第二級石墨烯催化劑進行催化降解反應(yīng)；

[0026] S4、催化降解后的所述OCs廢氣進入三維介孔石墨烯骨架，并與所述OCs降解催化劑進行深度催化反應(yīng)。

[0027] 相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益技術(shù)效果：[0028] (1)本發(fā)明的石墨烯吸附?蓄熱式催化燃燒凈化OCs裝置，廢氣預(yù)處理單元的堿性石墨烯凈化柱和酸性石墨烯凈化柱具有超大比表面和穩(wěn)定的性能，能夠?qū)Cs中的OCs弱

酸性氣體和弱堿性氣體或中間產(chǎn)物進行梯次吸附預(yù)處理，減少雜質(zhì)，從而提高燃燒室對

OCs的催化燃燒凈化效率。

[0029] (2)石墨烯多孔陶瓷蓄熱體可以將燃燒室燃燒室產(chǎn)生的熱量貯存起來，并用于預(yù)熱換熱管內(nèi)的有機廢氣及加熱第二級石墨烯催化劑，從而可使燃燒室內(nèi)的廢氣在第一級石

墨烯催化劑的作用下，以較低的起燃溫度發(fā)生無焰燃燒，節(jié)省了升溫所需要的燃料消耗，降

低了運營成本。

[0030] (3)一些殘留難降解OCs成分(如苯、二甲苯、甲醛、二氯甲烷、氯苯等含氯有機污染物，苯胺、硝基苯含氮有機污染物等)或中間產(chǎn)物(如NOx，SO2,硝胺、亞硝胺等有機污染物

降解產(chǎn)物等)，經(jīng)過第二級石墨烯催化劑和OCs降解催化劑進行的深度催化降解反應(yīng)，達到

了徹底凈化的效果。

附圖說明[0031] 圖1是本發(fā)明所述的石墨烯吸附?蓄熱式催化燃燒凈化OCs裝置的結(jié)構(gòu)圖。[0032] 其中：1、堿性石墨烯凈化柱；2、酸性石墨烯凈化柱；3、燃燒室；4、石墨烯多孔陶瓷蓄熱體；5、三維介孔石墨烯骨架；6、第一引風(fēng)機；7、第一氣體傳感器；8、換熱管；9、第一單向

閥；10、第二引風(fēng)機；11、燃氣噴嘴；12、第一級石墨烯催化劑；13、第三引風(fēng)機；14、第二單向

閥；15、第二級石墨烯催化劑；16、第四引風(fēng)機；17、第三單向閥；18、OCs降解催化劑；19、第

五引風(fēng)機；20、第二氣體傳感器；21、集煙罩。

具體實施方式[0033] 在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于此描述的其他方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下

做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施例的限制。

[0034] 實施例1[0035] 如圖1所示，石墨烯吸附?蓄熱式催化燃燒凈化OCs裝置，包括連通的廢氣預(yù)處理單元及廢氣凈化單元。廢氣預(yù)處理單元包括依次連通的堿性石墨烯凈化柱1和酸性石墨烯

凈化柱2；廢氣凈化單元包括從下至上依次連通的燃燒室3、石墨烯多孔陶瓷蓄熱體4及三維

介孔石墨烯骨架5。需要說明的是，廢氣預(yù)處理單元和燃燒室3可根據(jù)實際需要設(shè)置一組或

多組，本實施例優(yōu)選為兩組，并且左右對稱設(shè)置。

[0036] 其中，堿性石墨烯凈化柱1的入口端通入OCs廢氣，并且在該處設(shè)置第一引風(fēng)機6和第一氣體傳感器7，第一引風(fēng)機6用于給OCs廢氣提供流動動力且調(diào)節(jié)風(fēng)量，第一氣體傳

感器7用于隨時監(jiān)測OCs污染物成分及含量變化信息。堿性石墨烯凈化柱1內(nèi)填充有弱堿性

的氨基化石墨烯，以初步除去OCs弱酸性氣體(如甲酸、各類脂肪酸、酚類物質(zhì)、磺酸、亞磺

酸、水楊酸、丙酮酸、枸櫞酸、咖啡酸、酒石酸、乳酸、硝基乙烷、乙酰乙酸乙酯、吡咯、SO2等)

或中間產(chǎn)物。堿性石墨烯凈化柱1內(nèi)的填充材料可通過依次堿洗、醇洗、真空干燥(25～40

℃)等操作進行活化反復(fù)使用。

[0037] 酸性石墨烯凈化柱2內(nèi)填充有弱酸性的羧基化石墨烯，以初步除去OCs弱堿性氣體(如苯胺、硝基苯、硝胺、亞硝胺、二甲胺、吡啶、煙堿、胍類物質(zhì)、肼、NOx等)或中間產(chǎn)物，所

述酸性石墨烯凈化柱2填充材料可通過依次酸洗、醇洗、真空干燥(25～40℃)等操作進行活

化反復(fù)使用。

[0038] 酸性石墨烯凈化柱2的出口端經(jīng)設(shè)于石墨烯多孔陶瓷蓄熱體4內(nèi)的換熱管8與燃燒室3連通，換熱管8用于預(yù)熱其內(nèi)部的OCs廢氣，以使進入燃燒室3的廢氣更容易燃燒。具體

地，換熱管8為蛇形換熱管，可最大程度地增大比表面，提高換熱管8與石墨烯多孔陶瓷蓄熱

體4的換熱效率；換熱管8沿OCs廢氣的流動方向的前端和末端均設(shè)置有第一單向閥9，以避

免廢氣回流。

[0039] 換熱管8的出口端設(shè)有第二引風(fēng)機10，以將OCs廢氣牽引入燃燒室3內(nèi)。燃燒室3內(nèi)設(shè)有燃氣噴嘴11和第一級石墨烯催化劑12。燃氣噴嘴11連接外部的燃氣管和燃氣源，第一

級石墨烯催化劑12為Pt/硼摻雜石墨烯。在第一級石墨烯催化劑12的作用下，流入燃燒室3

內(nèi)的OCs廢氣可以在較低的起燃溫度下發(fā)生無焰燃燒，并氧化分解為CO2和H2O，同時放出大

量熱能。

[0040] 燃燒室3與石墨烯多孔陶瓷蓄熱體4的連通處設(shè)有第三引風(fēng)機13和第二單向閥14，第三引風(fēng)機13提供動力將OCs廢氣牽引入石墨烯多孔陶瓷蓄熱體4，第二單向閥14可有效

避免廢氣回流。石墨烯多孔陶瓷蓄熱體4以市售碳化硅多孔陶瓷為基材，經(jīng)超聲處理、二氯

化銅溶液梯度浸泡、提拉后真空干燥，再以乙炔為碳源，經(jīng)化學(xué)氣相沉積制備而成。

[0041] 石墨烯多孔陶瓷蓄熱體4內(nèi)填充有第二級石墨烯催化劑15，第二級石墨烯催化劑15為Cr2O3?MnO2?CuO/石墨烯。石墨烯多孔陶瓷蓄熱體4可貯存燃燒室3產(chǎn)生的部分熱量，并

通過熱交換傳遞給換熱管8及第二級石墨烯催化劑15，第二級石墨烯催化劑15在較高的溫

度下對廢氣進行深度的催化降解。

[0042] 石墨烯多孔陶瓷蓄熱體4與三維介孔石墨烯骨架5的連通處設(shè)有第四引風(fēng)機16和第三單向閥17，第四引風(fēng)機16提供動力將OCs廢氣牽引入三維介孔石墨烯骨架5的空腔內(nèi)，

第三單向閥17可有效避免廢氣回流。三維介孔石墨烯骨架5以待負載金屬催化劑前體為金

屬源，以苯并咪唑為有機配體，聚乙二醇改性氧化石墨烯或?qū)Ρ蕉犯男匝趸┑炔?br>
料為碳載體，采用一步溶劑熱法合成三維介孔石墨烯骨架5前軀體，再經(jīng)高溫處理制備而

成。

[0043] 三維介孔石墨烯骨架5內(nèi)填充有OCs降解催化劑18，該OCs降解催化劑18為FexS?MnO2/硼摻雜石墨烯，其可對第二級石墨烯催化劑15難降解的成分(如苯，二甲苯，甲醛，二

氯甲烷、氯苯等含氯有機污染物，苯胺、硝基苯含氮有機污染物等)或中間產(chǎn)物(如NOx，SO2，

硝胺、亞硝胺等有機污染物降解產(chǎn)物等)進行深度催化降解，實現(xiàn)高效凈化的目的。

[0044] 三維介孔石墨烯骨架5上方的廢氣凈化單元內(nèi)設(shè)有第五引風(fēng)機19和第二氣體傳感器20，第五引風(fēng)機19用于引導(dǎo)凈化后的廢氣從廢氣凈化單元的氣體出口排出，第二氣體傳

感器20用于確認凈化后的廢氣是否達到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。廢氣凈化單元的氣體出口上方還設(shè)

有集煙罩21，以實現(xiàn)安全、防擴散排氣。

[0045] 本實施例所述的石墨烯吸附?蓄熱式催化燃燒凈化OCs裝置，其凈化OCs廢氣的工藝如下：

[0046] (1)OCs廢氣經(jīng)第一風(fēng)機的牽引依次通過堿性石墨烯凈化柱1和酸性石墨烯凈化柱2進行預(yù)處理；

[0047] (2)預(yù)處理后的廢氣由第二風(fēng)機牽引進入燃燒室3，燃氣噴嘴11點燃燃氣，第一級石墨烯催化劑12催化廢氣發(fā)生無焰燃燒；

[0048] (3)無焰燃燒后的廢氣由第三風(fēng)機牽引進入石墨烯多孔陶瓷蓄熱體4，第二級石墨烯催化劑15吸收石墨烯多孔陶瓷蓄熱體4貯存的熱量，并在較高溫度下與廢氣進行催化降

解反應(yīng)；

[0049] (4)催化降解后的廢氣由第四風(fēng)機牽引進入三維介孔石墨烯骨架5，并與OCs降解催化劑18進行深度催化反應(yīng)；

[0050] (5)深度催化反應(yīng)后的廢氣經(jīng)第二氣體傳感器20確認符合排放標(biāo)準(zhǔn)后，由第五風(fēng)機牽引排出。

[0051] 實施例2[0052] 本實施例與實施例1相比，其不同之處在于：[0053] (1)堿性石墨烯凈化柱1內(nèi)的填充物為弱堿性的殼聚糖?石墨烯氧化物納米復(fù)合材料；酸性石墨烯凈化柱2內(nèi)的填充物為弱酸性的氧化石墨烯?氧化碳納米管納米復(fù)合材料。

[0054] (2)第一級石墨烯催化劑12為Pt?MnO2/硼摻雜石墨烯。[0055] (3)石墨烯多孔陶瓷蓄熱體4以堇青石多孔陶瓷材料為基材，經(jīng)超聲處理、二氯化鋅溶液梯度浸泡、提拉后真空干燥，再以甲烷為碳源，經(jīng)化學(xué)氣相沉積制備而成。

[0056] (4)第二級石墨烯催化劑15為Pd?Pt?Cu/石墨烯。[0057] (5)OCs降解催化劑18為Cu?Mn?Ti/石墨烯。[0058] 實施例3[0059] 本實施例與實施例1相比，其不同之處在于：[0060] (1)堿性石墨烯凈化柱1內(nèi)的填充物為弱堿性的PAMAM樹狀大分子?石墨烯納米復(fù)合材料；酸性石墨烯凈化柱2內(nèi)的填充物為弱酸性的聚乳酸?氧化石墨烯納米復(fù)合材料。

[0061] (2)第一級石墨烯催化劑12為MnOx?CoOx?CuOx/硼摻雜石墨烯。[0062] (3)石墨烯多孔陶瓷蓄熱體4以煤矸石多孔陶瓷材料為基材，經(jīng)超聲處理、二氯化鋅溶液梯度浸泡、提拉后真空干燥，再以乙炔為碳源，經(jīng)化學(xué)氣相沉積制備而成。

[0063] (4)第二級石墨烯催化劑15為Pt?Ce?La?Zr/硼摻雜石墨烯。[0064] (5)OCs降解催化劑18為Zn2GeO4/石墨烯納米復(fù)合材料。[0065] 以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載

的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換，但是凡在本發(fā)明的精神和

原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。