一种在铝合金网上固载二氧化钛光催化剂的方法技术

本发明专利技术提供了一种在铝合金网上固载二氧化钛光催化剂的方法，包括：(1)、铝合金网表面的砂化预处理；(2).在预处理后的铝合金网上喷涂粘接剂水溶液；(3)、配制二氧化钛悬浆液，再将二氧化钛悬浆液均匀的喷涂在粘接剂上；(4)、干燥。本发明专利技术相对现有技术的有益效果包括：工艺简单实用，牢固性好，降解效果好；流失率仅为3.83％，明显优于直接涂覆法和凝胶溶胶法；在4h内降解率可到达100％，明显优于一般粘接剂法和凝胶溶胶法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种在铝合金网固载二氧化钛催化剂的方法，应用于环境领域的气体 污染物处理，尤其是挥发性有机物（VOCs)的处理。
技术介绍
随着大气污染的越来越严重，人们愈发关注对大气污染的治理。TiO2光催化技术 以其化学稳定性高、廉价易得、环境友好、对有机物污染物降解无选择性、降解有机物的最 终产物是〇) 2和H 20等诸多优点被认为是最具应用前景的环保新技术。 众多研宄表明，无论在液相还是气相光催化降解有机物中，1102都具有良好的光 催化活性。然而，在液相中纳米TiO 2F宜沉降，难以实现催化剂分离回收；在气相中，风速 较大情况下，纳米Ti02g易被吹走而造成催化剂流失，这导致TiO 2光催化技术难以被广泛 应用。因而，TiO2光催化剂固载化是推动该技术广泛应用的关键所在。 但已有技术存在如下技术问题： 一般情况下，1102光催化剂固载化方法可分为两种：①间接法，将TiO 2的前躯体负 载于载体上，再高温加热形成TiO2;②直接法，将纳米TiO 2粉体直接负载于载体上。 间接法常见的有化学气相沉积法、液相沉积法、溶胶-凝胶法等。化学气相沉积法 是将前驱物蒸发，然后用氮气做载气将蒸汽带到预热的基片上，使蒸汽在基片上充分水解 最终以氧化物的形式在基片上沉积。液相沉积法多以无机金属盐为原料，加入能使反应向 生成氧化物方向移动的物质，使反应物在基片上发生配位反应而沉积在基片上。溶胶-凝 胶法的基本步骤是先制备溶胶-凝胶溶液，然后通过浸渍提拉法、旋转涂抹法和喷射涂膜 法等方法将溶胶溶液固定在载体上，最后将被涂层的载体干燥焙烧，即可在载体表面形成 一层110 2膜。在这些方法中，现有技术CN103127934 A提供了一种以金属网为载体、采用 凝胶溶胶法固载二氧化钛光催化剂的技术，但溶胶-凝胶法固载1102的制备过程复杂，难 度高而难于实际推广。 直接法包括复合电镀法、粘接剂法等。复合电镀法是在外加电压作用下，以一种金 属为基质金属，通过电沉积的方法将110 2微粒附着在金属镀层中。粘接剂法是以纳米TiO2 粉体为原料，用固载粘接剂制备出结合强度较好的负载型1102光催化剂。在这些方法中， 复合电镀法可制得薄膜硬度高、耐磨的负载型110 2光催化剂，但电镀液配方复杂，难度高， 与复合电镀法相比，粘接剂法因方法简单、操作条件要求低且易于控制而具有较广泛的应 用前景。 现有技术CN1256170A提供了一种以水泥作为粘接剂将二氧化钛固载的方法。鄂 磊以水溶性的聚丙烯酰胺作为粘接剂、以玻璃片为载体，通过粘接剂法，将TiO 2粉体和粘接 剂充分混合并通过调节各参数制备了具有较高光催化活性的负载型光催化剂。严春芳等以 水性有机硅树脂为粘接剂，以聚异氰酸酯为交联剂、以玻璃片为载体、用粘接剂法制备了固 载型110 2光催化剂，在粘接剂质量分数为42%、交联剂质量分数为7%、TiO 2质量分数5% 的条件下，制得1102光催化剂。然而，现有粘接法都是将TiO 2粉体与粘接剂混合后固载，粘 接剂会很大程度的覆盖Ticyg性位。
技术实现思路
鉴于现有技术存在的技术问题，本专利技术提供了一种在铝合金网上固载二氧化钛光 催化剂的方法。 具体地，本专利技术通过以下方案实现，一种在铝合金网上固载二氧化钛光催化剂的 方法，包括： (1)、铝合金网表面的砂化预处理； (2).在预处理后的铝合金网上喷涂粘接剂水溶液； (3)、配制二氧化钛悬浆液，再将二氧化钛悬浆液均匀的喷涂在粘接剂上； (4)、干燥。 其中，通过大量实验，所述粘接剂优选为水性硅丙树脂，其中粘接剂溶解或者悬浮 于水中得到粘接剂溶液，其中粘接剂质量分数为10%，粘接剂质量分数为90%。如45g粘 接剂溶解5g水中得到粘接剂溶液。 所述二氧化钛悬衆液是指二氧化钛悬浮于水中，考虑二氧化钛浓度太低，喷涂的 量太少，光催化效果差；二氧化钛浓度太高，易团聚，因而二氧化钛悬浆液中二氧化钛质量 分数优选为10% -30%，特别优选20%。如IOg二氧化钛加入到40g蒸馏水中，即质量分数 为 20%。 优选方案中，所述二氧化钛悬浆液中还有分散剂，分散剂优选为聚乙二醇，硅酸 钠，或六偏磷酸钠，特别优选六偏磷酸钠。考虑分散剂量太少，分散效果不好，分散剂量太 大，二氧化钛又会重新团聚。因而优选分散剂的质量（g)与二氧化钛质量（g)的1% -5%， 特别优选2%。 所述二氧化钛优选为P25二氧化钛，P25二氧化钛指的是气相二氧化娃工艺生产 的一种高度分散的气相法纳米级二氧化钛，可以通过市售获得。 最为优选的方案包括： (1)、铝合金网表面的砂化预处理 (I. 1)铝合金网用80g/L的NaOH溶液在30°C下处理lmin，后用20%圆03溶液在 室温条件下处理5s以清洁载体表面，去除油渍及其他杂质； (1.2)将预处理后的铝合金网放入l.Omol/L的FeCl^液中在30°C下处理6min， 使？冗1 3与铝合金表面的Al发生置换反应，进而将铝合金表面砂化；再用240g/L的NaOH溶 液处理20s，使其砂化更加明显，同时去除载体表面的反应残余物； (1. 3)最后将处理的载体用蒸馏水洗净，100°C烘干30分钟。 (2)、在45g水性硅丙树脂中加入5g蒸馏水，搅拌2min，得到粘接剂液，用喷枪将喷 涂的粘接剂液均匀喷涂在处理后的铝合金网上。 (3)、将IOg二氧化钛加入到40g蒸馏水中，磁力搅拌5min，再加入六偏磷酸钠 〇. 2g，磁力搅拌4h，超声30min，得到二氧化钛悬浆液，再将二氧化钛悬浆液均匀的喷涂在 水性硅丙树脂上。 (4)、烘箱100°C条件下干燥30min。 本专利技术的制备方法以经过表面砂化处理的铝合金网作为载体；金属网表面均匀喷 涂一层粘接剂；在粘接剂外层再喷涂P25二氧化钛悬浆液，其中在二氧化钛悬浆液中加入 了分散剂，选择粘接法，同时具有粘接剂法和直接涂覆法的优点，即纳米Ti02颗粒在粘接 剂的作用下固载牢固，催化剂不易流失，同时直接与污染物接触。 本专利技术通过下列方法技术进行评价： 催化剂牢固度的评价：在5m/s气体流速下对催化剂流失率进行评价；固载后催化 剂总质量为ml，吹扫后催化剂总质量为m2,流失率n = (ml-m2)/ml. 催化剂效果评价：利用封闭光催化反应器降解丁醛的降解率来评价光催化效果， 封闭反应器内丁醛浓度为50ppm，0 9浓度为21%，反应进行4h，每20min采样一次。降解率 的计算公式为【主权项】1. ，其特征在于，包括： (1) 、铝合金网表面的砂化预处理； (2) 、在预处理后的铝合金网上喷涂粘接剂水溶液； (3) 、配制二氧化钛悬浆液，再将二氧化钛悬浆液均匀的喷涂在粘接剂上； (4) 、干燥。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述粘接剂优选为水性硅丙树脂，其中粘 接剂质量分数为90%。3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述二氧化钛悬浆液是指二氧化钛悬浮 于水中，其中二氧化钛悬浆液中二氧化钛质量分数为20 %。4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述二氧化钛悬浆液中还有分散剂，分散 剂优选包括聚乙二醇，硅酸钠，或六偏磷酸钠。5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述分散剂质量为二氧化钛质本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在铝合金网上固载二氧化钛光催化剂的方法，其特征在于，包括：(1)、铝合金网表面的砂化预处理；(2)、在预处理后的铝合金网上喷涂粘接剂水溶液；(3)、配制二氧化钛悬浆液，再将二氧化钛悬浆液均匀的喷涂在粘接剂上；(4)、干燥。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱荣淑，谭剑，何永兵，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：广东;44