本發明屬于環境保護領域，涉及一種等離子體系中催化降解VOCs廢氣的單原子Au的制備方法。
背景技術：
：揮發性有機物VOCs(VolatileOrganicCompounds)是一類重要的空氣污染物，世界衛生組織定義為沸點50～260℃、室溫下飽和蒸氣壓超過133Pa的有機化合物，包括烷烴類、烯烴類、芳烴及其衍生物、醇類、醛酮類、胺和酰胺類、酸和酸酐類等。VOCs是一種重要的大氣污染物，對人體的危害大，能導致人體呈現種種不適感，并具有毒性和刺激性。已知許多VOCs具有神經毒性、腎臟和肝臟毒性，甚至具有致癌作用，能損害心血管系統，引起胃腸道紊亂，誘發免疫系統、內分泌系統及造血系統疾病，造成代謝紊亂，同時也是形成光化學煙霧和PM2.5的重要因素，還能導致溫室氣體的產生和臭氧層的破壞。目前國內外在VOCs處理方面常用的技術有許多，但它們都有相應的缺點和不足。(1)吸附法。吸附容量低，易飽和，吸附劑更換及處置難度大；(2)吸收法。吸收液選擇難度大、產生二次污染、吸收液飽和后處理費用高等；(3)燃燒法。投資成本及運行費用較高，存在氮氧化物、二氧化硫、二噁英等二次污染隱患；(4)冷凝法。適用于高濃度廢氣的預處理；運行費用貴，不能實現末端達標治理；(5)蓄熱式催化氧化法。氧化劑在高溫狀態易老化、使用壽命短，裝置的設計與運行參數的選擇具有較高的難度。(6)等離子法(高功率脈沖)。原理是利用高溫、高壓下產生大量高能電子和O、OH等活性粒子，與VOCs進行氧化降解反應，使污染物最終轉化為無害的物質。該方法具有能量利用率高、設備維護簡單、費用低等優點，但存在著對氣體降解不完全的問題，在等離子體中加入催化劑能夠提高污染物的去除效率，有效降低能耗并且減少副產物的生成。專利號為CN105478136A的專利公開了一種協同低溫等離子體催化降解工業有機廢氣的催化劑及其制備方法與應用，所用載體為SiC，主活性成分為貴金屬中至少一種與過渡金屬氧化物中至少一種的混合物，助催化劑成分為稀土金屬氧化物中至少一種與堿土金屬氧化物中至少一種的混合物，該催化劑具有價格低廉、壽命長，與等離子體結合可以常溫下高效率去VOCs，然而實驗中VOCs含量較低，催化劑對于中高濃度VOCs降解能力如何有待考察。單原子催化劑是一種新型催化劑，較低的負載量和高效的處理效率使得單原子催化劑具有極大的應用前景，然而目前并沒有單原子催化劑催化降解VOCs專利的報道。技術實現要素：本發明的目的在于克服已有技術的缺點，提供一種用于催化降解VOCs的單原子Au的光化學制備方法，本方法在等離子反應體系中實現了對甲苯和二氯甲烷VOCs氣體的高效降解。為了達到上述目的，本發明采用的技術方案是：本發明的用于催化降解VOCs的單原子Au的光化學制備方法，包括以下步驟：步驟一、制備原子級厚TiO2納米片：(a)將TiCl3與乙二醇加入到反應釜中，機械攪拌，在100～200℃下完全反應，所述的TiCl3與乙二醇的質量比為1:10～40，所述的乙二醇的質量百分比濃度為60％；(b)將反應后液體離心過濾，然后將分離出來的沉淀物在70～110℃的烘箱中干燥去除水分，得到干燥固體；(c)研磨所述的干燥固體，然后過篩網，得到40-60目的TiO2納米粉末；步驟二、采用光化學方法負載單原子Au：(a)將TiO2納米粉末分散在去離子水中，超聲分散處理，得到TiO2均勻分散液；(b)在不斷攪拌分散液的同時在分散液中加入HAuCl4溶液，攪拌10～30min得到混合溶液；所述的HAuCl4溶液的濃度為0.1～1mol/L，Au的負載量為0.05％～5％；(c)將混合溶液置于紫外光源下輻照，生成沉淀物；(d)將所述的沉淀物浸泡在有機溶劑中得到不溶固體，沉淀物與有機溶劑質量比為1：10；(e)取出不溶固體，用去離子水洗滌直至洗滌液呈中性，然后在80～120℃烘箱中干燥6～10h，經研磨得到納米TiO2負載的單原子Au催化劑。與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：1.制備方法新穎，經濟。利用光化學方法合成單原子Au催化劑，制備方法相對簡單，無需高溫煅燒，節約能耗；制備反應過程中沒有產生有毒有害副產物，綠色環保；未完全反應的原料經簡單回收后可重復使用，循環高效。光化學方法制備單原子催化劑具有工藝新穎、負載量跨度大(0.05％～5％)特點。2.采用納米TiO2作為載體，新穎高效在眾多金屬氧化物中，TiO2除了具有無毒、性質穩定、抗腐蝕和價格低廉等突出優點外，還具有和氧化鋁一樣高的分散性，高孔隙率和對活性組分的易負載性，與氧化鋁不同的是，TiO2本身具有一定的催化活性，它能與活性組分協同作用，一起促進催化降解VOCs廢氣，增強了催化劑的催化能力。3.催化劑效率高、壽命長與傳統的催化燃燒法催化劑相比，本發明制備的單原子Au催化劑在等離子催化降解VOCs方面具有高的處理效率(甲苯去除率達98.4％，二氯甲烷的去除率達到98.2％)，較長的使用壽命(催化劑使用200h后對甲苯和二氯甲烷仍能分別達到94.9％和97.4％的去除率)，表現出較強的抗中毒能力，使得單原子Au催化劑在等離子法催化降解VOCs方面具有非常大的優勢。具體實施方式下面結合具體實施例對本發明進行詳細描述。本發明的用于催化降解VOCs的單原子Au的光化學制備方法，包括以下步驟：步驟一、制備原子級厚TiO2納米片：(a)將TiCl3與乙二醇加入到反應釜中，機械攪拌，在100～200℃下完全反應，所述的TiCl3與乙二醇的質量比為1:10～40，所述的乙二醇的質量百分比濃度為60％；(b)將反應后液體離心過濾，然后將分離出來的沉淀物在70～110℃的烘箱中干燥去除水分，得到干燥固體；(c)研磨所述的干燥固體，然后過篩網，得到40-60目的TiO2納米粉末；步驟二、采用光化學方法負載單原子Au：(a)將TiO2納米粉末分散在去離子水中，超聲分散處理，得到TiO2均勻分散液；(b)在不斷攪拌分散液的同時在分散液中加入HAuCl4溶液，攪拌10～30min得到混合溶液；所述的HAuCl4溶液的濃度為0.1～1mol/L，Au的負載量(Au元素質量與Au和二氧化鈦總質量的比值)為0.05％～5％；優選的攪拌速率為100～200r/min；(c)將混合溶液置于紫外光源下輻照，生成沉淀物。(d)將所述的沉淀物浸泡在有機溶劑中得到不溶固體，沉淀物與有機溶劑質量比為1：10；(e)取出不溶固體，用去離子水洗滌直至洗滌液呈中性，然后在80～120℃烘箱中干燥6～10h，經研磨得到納米TiO2負載的單原子Au催化劑。在步驟一的步驟(a)中，優選的攪拌速率為200～400r/min。在步驟一中，優選的TiCl3與乙二醇的質量比為1:20～30，最優選范圍為1:25。優選的反應溫度為150℃，優選的反應時間為3～6h。步驟二中，超聲時間根據TiO2顆粒在溶液中分散聚合程度調整，優選的超聲分散時間為0.5～2h。步驟二中，優選的Au負載量為0.1％～2％，最優負載量為0.5％，根據Au的負載量的不同加入相應的HAuCl4溶液。步驟二中，優選的采用低密度Xe紫外燈，功率為10～50W，紫外燈的主波長范圍為250～380nm，紫外燈與混合溶液的液面距離為5～20cm，輻照強度為0.05～2.0mW/cm2，輻照時間為2h；進一步優選的紫外光源功率為30W，優選的紫外燈與混合溶液的液面距離為10cm，優選的輻照強度為1mW/cm2。步驟二中，所使用的有機溶劑為乙醇、異丙醇、辛烷、戊烷、乙醚以及苯中的一種。步驟二的步驟(b)中，優選的攪拌速率為100～200r/min。本發明方法制備的納米TiO2負載的單原子Au催化劑可以采用已有方法進行評價，具體過程為：(a)甲苯和二氯甲烷通過鼓泡法產生，催化降解甲苯、二氯甲烷的反應在一個等離子體反應器中進行，電壓范圍為10～20kV，VOCs氣體含量通過配備有FID檢測器的氣相色譜在線檢測；(b)制備得到的催化劑的量為2～6g，分別通入甲苯或二氯甲烷與空氣混合氣體，甲苯或二氯甲烷的含量為500～1500ppm，氣體空速為50000～100000h-1。實施例1步驟一、制備原子級厚TiO2納米片：(a)將TiCl3與乙二醇加入到反應釜中，攪拌速率為200r/min，在100℃下反應6h，所述的TiCl3與乙二醇的質量比為1:10，所述的乙二醇的質量百分比濃度為60％；(b)將反應后液體離心過濾，然后將分離出來的沉淀物在70℃的烘箱中干燥6h去除水分，得到干燥固體；(c)研磨所述的干燥固體，然后過篩網，得到40-60目的TiO2納米粉末；步驟二、采用光化學方法負載單原子Au：(a)將TiO2納米粉末分散在去離子水中，超聲分散處理0.5h，得到TiO2均勻分散液；(b)在不斷攪拌分散液的同時在分散液中加入HAuCl4溶液，攪拌速率為100r/min,攪拌30min得到混合溶液；所述的HAuCl4溶液的濃度為0.1mol/L，Au的負載量為0.05％；(c)將混合溶液置于紫外光源下輻照，紫外光源采用低密度Xe紫外燈，功率為10W，紫外燈的主波長范圍為250～380nm，紫外燈與混合溶液的液面距離為5cm，輻照強度為0.05mW/cm2，輻照時間為2h，生成沉淀物；(d)將所述的沉淀物浸泡在異丙醇中得到不溶固體，沉淀物與有機溶劑質量比為1：10；(e)取出不溶固體，用去離子水洗滌直至洗滌液呈中性，然后在80℃烘箱中干燥10h，經研磨得到納米TiO2負載的單原子Au催化劑。對上述制備得到的納米TiO2負載的單原子Au催化劑進行檢測，過程如下：(a)催化降解甲苯的反應在等離子體反應器中進行，電壓為16kV，VOCs氣體含量通過配備有FID檢測器的氣相色譜在線檢測；(b)甲苯通過鼓泡法產生，甲苯的含量為500～1500ppm，催化劑用量為4g，空速為70000h-1，甲苯處理前后含量對比見表1。表1甲苯處理前后結果對比處理前處理后去除率％600ppm83ppm86.2830ppm122ppm85.31056ppm137ppm87.01400ppm200ppm85.71450ppm220ppm84.8連續運行200h后，處理相同含量的甲苯氣體，結果見表2。表2運行200h后，甲苯處理前后結果對比處理前處理后去除率％600ppm100ppm83.3830ppm130ppm84.31056ppm150ppm85.81400ppm220ppm84.31450ppm230ppm84.1將上述檢測過程中的甲苯替換成二氯甲烷，其它檢測條件不變，二氯甲烷處理前后含量對比見表3。表3二氯甲烷處理前后結果對比處理前處理后去除率％500ppm72ppm85.5750ppm103ppm86.31000ppm153ppm84.71250ppm165ppm86.81430ppm214ppm85.0連續運行200h后，處理相同含量的二氯甲烷氣體，結果見表4表4運行200h后，二氯甲烷處理前后結果對比處理前處理后去除率％500ppm85ppm83750ppm110ppm85.31000ppm165ppm83.51250ppm180ppm85.61430ppm230ppm83.9運行200h后，單原子Au的催化降解VOCs的能力僅有輕微下降，表明單原子Au催化劑具有非常好的穩定性，本發明制備的單原子Au催化劑在等離子體催化降解甲苯等芳香類氣體和二氯甲烷等鹵代烴氣體方面具有極大的應用潛力。實施例2步驟一、制備原子級厚TiO2納米片：(a)將TiCl3與乙二醇加入到反應釜中，攪拌速率為300r/min，在150℃下反應5h，所述的TiCl3與乙二醇的質量比為1:20，所述的乙二醇的質量百分比濃度為60％；(b)將反應后液體離心過濾，然后將分離出來的沉淀物在90℃的烘箱中干燥5h去除水分，得到干燥固體；(c)研磨所述的干燥固體，然后過篩網，得到40-60目的TiO2納米粉末；步驟二、采用光化學方法負載單原子Au：(a)將TiO2納米粉末分散在去離子水中，超聲分散0.5h，得到TiO2均勻分散液；(b)在不斷攪拌分散液的同時在分散液中加入HAuCl4溶液，攪拌速率為100r/min,攪拌25min得到混合溶液；所述的HAuCl4溶液的濃度為0.5mol/L，Au的負載量為0.1％；(c)將混合溶液置于紫外光源下輻照，紫外光源采用低密度Xe紫外燈，功率為20W，紫外燈的主波長范圍為250～380nm，紫外燈與混合溶液的液面距離為10cm，輻照強度為0.05mW/cm2，輻照時間為2h，生成沉淀物；(d)將所述的沉淀物浸泡在乙醇中得到不溶固體，沉淀物與有機溶劑質量比為1：10；(e)取出不溶固體，用去離子水洗滌直至洗滌液呈中性，然后在90℃烘箱中干燥10h，經研磨得到納米TiO2負載的單原子Au催化劑。對上述制備得到的納米TiO2負載的單原子Au催化劑進行檢測，過程如下：(a)催化降解甲苯的反應在等離子體反應器中進行，電壓為16kV，VOCs氣體含量通過配備有FID檢測器的氣相色譜在線檢測；(b)甲苯通過鼓泡法產生，甲苯的含量為500～1500ppm，催化劑用量為4g，空速為70000h-1，甲苯處理前后含量對比見表5。表5甲苯處理前后結果對比處理前處理后去除率％500ppm35ppm93.0750ppm45ppm94.01025ppm77ppm92.51380ppm92ppm93.31500ppm111ppm92.6連續運行200h后，處理相同含量的甲苯氣體，結果見表6。表6運行200h后，甲苯處理前后結果對比將上述檢測過程中的甲苯替換成二氯甲烷，其它檢測條件不變，二氯甲烷處理前后含量對比見表7。表7二氯甲烷處理前后結果對比處理前處理后去除率％550ppm38ppm93.0800ppm48ppm94.01100ppm82ppm92.51320ppm86ppm93.51500ppm108ppm92.8連續運行200h后，處理相同含量的二氯甲烷氣體，結果見表8。表8運行200h后，二氯甲烷處理前后結果對比處理前處理后去除率％550ppm45ppm91.8800ppm75ppm90.61100ppm115ppm89.51320ppm145ppm89.01500ppm150ppm90.0運行200h后，單原子Au的催化降解VOCs的能力僅有輕微下降，表明單原子Au催化劑具有非常好的穩定性，本發明制備的單原子Au催化劑在等離子體催化降解甲苯等芳香類氣體和二氯甲烷等鹵代烴氣體方面具有極大的應用潛力。實施例3步驟一、制備原子級厚TiO2納米片：(a)將TiCl3與乙二醇加入到反應釜中，攪拌速率為300r/min，在150℃下反應5h，所述的TiCl3與乙二醇的質量比為1:25，所述的乙二醇的質量百分比濃度為60％；(b)將反應后液體離心過濾，然后將分離出來的沉淀物在100℃的烘箱中干燥4h去除水分，得到干燥固體；(c)研磨所述的干燥固體，然后過篩網，得到40-60目的TiO2納米粉末；步驟二、采用光化學方法負載單原子Au：(a)將TiO2納米粉末分散在去離子水中，超聲分散1h，得到TiO2均勻分散液；(b)在不斷攪拌分散液的同時在分散液中加入HAuCl4溶液，攪拌速率為150r/min,攪拌20min得到混合溶液；所述的HAuCl4溶液的濃度為0.5mol/L，Au的負載量為0.5％；(c)將混合溶液置于紫外光源下輻照，紫外光源采用低密度Xe紫外燈，功率為30W，紫外燈的主波長范圍為250～380nm，紫外燈與混合溶液的液面距離為10cm，輻照強度為1mW/cm2，輻照時間為2h，生成沉淀物；(d)將所述的沉淀物浸泡在辛烷中得到不溶固體，沉淀物與有機溶劑質量比為1：10；(e)取出不溶固體，用去離子水洗滌直至洗滌液呈中性，然后在100℃烘箱中干燥9h，經研磨得到納米TiO2負載的單原子Au催化劑。對上述制備得到的納米TiO2負載的單原子Au催化劑進行檢測，過程如下：(a)催化降解甲苯的反應在等離子體反應器中進行，電壓為16kV，VOCs氣體含量通過配備有FID檢測器的氣相色譜在線檢測；(b)甲苯通過鼓泡法產生，甲苯的含量為500～1500ppm，催化劑用量為4g，空速為70000h-1，甲苯處理前后含量對比見表9。表9甲苯處理前后結果對比處理前處理后去除率％500ppm10ppm98.0820ppm12ppm98.51100ppm10ppm99.11400ppm35ppm97.51490ppm18ppm98.8連續運行200h后，處理相同含量的甲苯氣體，結果見表10。表10運行200h后，甲苯處理前后結果對比將上述檢測過程中的甲苯替換成二氯甲烷，其它檢測條件不變，二氯甲烷處理前后含量對比見表11。表11二氯甲烷處理前后結果對比處理前處理后去除率％500ppm10ppm98.0720ppm18ppm97.51050ppm10ppm99.01300ppm20ppm98.51460ppm32ppm97.8連續運行200h后，處理相同含量的二氯甲烷氣體，結果見表12。表12運行200h后，二氯甲烷處理前后結果對比處理前處理后去除率％500ppm15ppm97.0720ppm18ppm97.51050ppm20ppm98.11300ppm35ppm97.31460ppm45ppm96.9運行200h后，單原子Au的催化降解VOCs的能力僅有輕微下降，表明單原子Au催化劑具有非常好的穩定性，本發明制備的單原子Au催化劑在等離子體催化降解甲苯等芳香類氣體和二氯甲烷等鹵代烴氣體方面具有極大的應用潛力。實施例4步驟一、制備原子級厚TiO2納米片：(a)將TiCl3與乙二醇加入到反應釜中，攪拌速率為300r/min，在170℃下反應4h，所述的TiCl3與乙二醇的質量比為1:25，所述的乙二醇的質量百分比濃度為60％；(b)將反應后液體離心過濾，然后將分離出來的沉淀物在100℃的烘箱中干燥5h去除水分，得到干燥固體；(c)研磨所述的干燥固體，然后過篩網，得到40-60目的TiO2納米粉末；步驟二、采用光化學方法負載單原子Au：(a)將TiO2納米粉末分散在去離子水中，超聲分散1h，得到TiO2均勻分散液；(b)在不斷攪拌分散液的同時在分散液中加入HAuCl4溶液，攪拌速率為150r/min,攪拌20min得到混合溶液；所述的HAuCl4溶液的濃度為0.5mol/L，Au的負載量為2％；(c)將混合溶液置于紫外光源下輻照，紫外光源采用低密度Xe紫外燈，功率為40W，紫外燈的主波長范圍為250～380nm，紫外燈與混合溶液的液面距離為10cm，輻照強度為1mW/cm2，輻照時間為2h，生成沉淀物；(d)將所述的沉淀物浸泡在戊烷中得到不溶固體，沉淀物與有機溶劑質量比為1：10；(e)取出不溶固體，用去離子水洗滌直至洗滌液呈中性，然后在100℃烘箱中干燥9h，經研磨得到納米TiO2負載的單原子Au催化劑。對上述制備得到的納米TiO2負載的單原子Au催化劑進行檢測，過程如下：(a)催化降解甲苯的反應在等離子體反應器中進行，電壓為16kV，VOCs氣體含量通過配備有FID檢測器的氣相色譜在線檢測；(b)甲苯通過鼓泡法產生，甲苯的含量為500～1500ppm，催化劑用量為4g，空速為70000h-1，甲苯處理前后含量對比見表13。表13甲苯處理前后結果對比處理前處理后去除率％550ppm22ppm96.0860ppm39ppm95.51100ppm37ppm96.61290ppm70ppm94.61500ppm75ppm95.0連續運行200h后，處理相同含量的甲苯氣體，結果見表14。表14運行200h后，甲苯處理前后結果對比處理前處理后去除率％550ppm35ppm93.6860ppm50ppm94.21100ppm55ppm95.01290ppm85ppm93.41500ppm90ppm94.0將上述檢測過程中的甲苯替換成二氯甲烷，其它檢測條件不變，二氯甲烷處理前后含量對比見表15。表15二氯甲烷處理前后結果對比處理前處理后去除率％500ppm20ppm96.0780ppm43ppm94.51020ppm46ppm95.51350ppm68ppm95.01470ppm56ppm96.2連續運行200h后，處理相同含量的二氯甲烷氣體，結果見表16。表16運行200h后，二氯甲烷處理前后結果對比處理前處理后去除率％500ppm30ppm94.0780ppm55ppm92.91020ppm60ppm94.11350ppm80ppm94.11470ppm72ppm95.1運行200h后，單原子Au的催化降解VOCs的能力僅有輕微下降，表明單原子Au催化劑具有非常好的穩定性，本發明制備的單原子Au催化劑在等離子體催化降解甲苯等芳香類氣體和二氯甲烷等鹵代烴氣體方面具有極大的應用潛力。實施例5步驟一、制備原子級厚TiO2納米片：(a)將TiCl3與乙二醇加入到反應釜中，攪拌速率為300r/min，在170℃下反應4h，所述的TiCl3與乙二醇的質量比為1:30，所述的乙二醇的質量百分比濃度為60％；(b)將反應后液體離心過濾，然后將分離出來的沉淀物在105℃的烘箱中干燥4h去除水分，得到干燥固體；(c)研磨所述的干燥固體，然后過篩網，得到40-60目的TiO2納米粉末；步驟二、采用光化學方法負載單原子Au：(a)將TiO2納米粉末分散在去離子水中，超聲分散1.5h，得到TiO2均勻分散液；(b)在不斷攪拌分散液的同時在分散液中加入HAuCl4溶液，攪拌速率為170r/min,攪拌15min得到混合溶液；所述的HAuCl4溶液的濃度為0.8mol/L，Au的負載量為3％；(c)將混合溶液置于紫外光源下輻照，紫外光源采用低密度Xe紫外燈，功率為45W，紫外燈的主波長范圍為250～380nm，紫外燈與混合溶液的液面距離為15cm，輻照強度為1.5mW/cm2，輻照時間為2h，生成沉淀物；(d)將所述的沉淀物浸泡在乙醚中得到不溶固體，沉淀物與有機溶劑質量比為1：10；(e)取出不溶固體，用去離子水洗滌直至洗滌液呈中性，然后在110℃烘箱中干燥7h，經研磨得到納米TiO2負載的單原子Au催化劑。對上述制備得到的納米TiO2負載的單原子Au催化劑進行檢測，過程如下：(a)催化降解甲苯的反應在等離子體反應器中進行，電壓為16kV，VOCs氣體含量通過配備有FID檢測器的氣相色譜在線檢測；(b)甲苯通過鼓泡法產生，甲苯的含量為500～1500ppm，催化劑用量為4g，空速為70000h-1，甲苯處理前后含量對比見表17。表17甲苯處理前后結果對比連續運行200h后，處理相同含量的甲苯氣體，結果見表18。表18運行200h后，甲苯處理前后結果對比處理前處理后去除率％600ppm60ppm90.0830ppm85ppm89.81056ppm90ppm91.51400ppm130ppm90.71450ppm150ppm89.6將上述檢測過程中的甲苯替換成二氯甲烷，其它檢測條件不變，二氯甲烷處理前后含量對比見表19。表19二氯甲烷處理前后結果對比處理前處理后去除率％520ppm47ppm91.0780ppm58ppm92.51050ppm100ppm90.51340ppm114ppm91.51500ppm144ppm90.4連續運行200h后，處理相同含量的二氯甲烷氣體，結果見表20。表20運行200h后，二氯甲烷處理前后結果對比運行200h后，單原子Au的催化降解VOCs的能力僅有輕微下降，表明單原子Au催化劑具有非常好的穩定性，本發明制備的單原子Au催化劑在等離子體催化降解甲苯等芳香類氣體和二氯甲烷等鹵代烴氣體方面具有極大的應用潛力。實施例6步驟一、制備原子級厚TiO2納米片：(a)將TiCl3與乙二醇加入到反應釜中，攪拌速率為400r/min，在200℃下反應3h，所述的TiCl3與乙二醇的質量比為1:40，所述的乙二醇的質量百分比濃度為60％；(b)將反應后液體離心過濾，然后將分離出來的沉淀物在110℃的烘箱中干燥4h去除水分，得到干燥固體；(c)研磨所述的干燥固體，然后過篩網，得到40-60目的TiO2納米粉末；步驟二、采用光化學方法負載單原子Au：(a)將TiO2納米粉末分散在去離子水中，超聲分散2h，得到TiO2均勻分散液；(b)在不斷攪拌分散液的同時在分散液中加入HAuCl4溶液，攪拌速率為200r/min,攪拌10min得到混合溶液；所述的HAuCl4溶液的濃度為1mol/L，Au的負載量為5％；(c)將混合溶液置于紫外光源下輻照，紫外光源采用低密度Xe紫外燈，功率為50W，紫外燈的主波長范圍為250～380nm，紫外燈與混合溶液的液面距離為20cm，輻照強度為2mW/cm2，輻照時間為2h，生成沉淀物；(d)將所述的沉淀物浸泡在苯中得到不溶固體，沉淀物與有機溶劑質量比為1：10；(e)取出不溶固體，用去離子水洗滌直至洗滌液呈中性，然后在120℃烘箱中干燥6h，經研磨得到納米TiO2負載的單原子Au催化劑。對上述制備得到的納米TiO2負載的單原子Au催化劑進行檢測，過程如下：(a)催化降解甲苯的反應在等離子體反應器中進行，電壓為16kV，VOCs氣體含量通過配備有FID檢測器的氣相色譜在線檢測；(b)甲苯通過鼓泡法產生，甲苯的含量為500～1500ppm，催化劑用量為4g，空速為70000h-1，甲苯處理前后含量對比見表21。表21甲苯處理前后結果對比處理前處理后去除率％500ppm75ppm85.0840ppm116ppm86.21050ppm131ppm87.51260ppm194ppm84.61440ppm194ppm86.5連續運行200h后，處理相同含量的甲苯氣體，結果見表22。表22運行200h后，甲苯處理前后結果對比處理前處理后去除率％500ppm88ppm82.4840ppm130ppm84.51050ppm145ppm86.21260ppm205ppm83.71440ppm210ppm85.4將上述檢測過程中的甲苯替換成二氯甲烷，其它檢測條件不變，二氯甲烷處理前后含量對比見表23。表23二氯甲烷處理前后結果對比處理前處理后去除率％530ppm76ppm85.7780ppm101ppm87.01120ppm151ppm86.51350ppm205ppm84.81500ppm210ppm86.0連續運行200h后，處理相同含量的二氯甲烷氣體，結果見表24。表24運行200h后，二氯甲烷處理前后結果對比運行200h后，單原子Au的催化降解VOCs的能力僅有輕微下降，表明單原子Au催化劑具有非常好的穩定性，本發明制備的單原子Au催化劑在等離子體催化降解甲苯等芳香類氣體和二氯甲烷等鹵代烴氣體方面具有極大的應用潛力。當前第1頁1 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