一种蜂窝陶瓷整体式光催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公布了一种蜂窝陶瓷整体式光催化剂及其制备方法和应用，利用浸涂法将TiO2固载到具有活性氧化铝涂层的堇青石蜂窝陶瓷上，预涂敷的活性氧化铝涂层，增强了活性浆料与载体的作用力，降低了整体式催化剂的脱落率，同时预涂敷的活性氧化铝涂层，降低了涂敷过程中粘结剂的使用量，使活性组分更容易暴露于催化剂表面，提高了催化剂活性，本发明专利技术所得催化剂具有比表面积大、透光性好、脱落率低、机械强度高等特点，改善了传统整体式光催化剂的不足。

Honeycomb ceramic integral photocatalyst and preparation method and application thereof

The invention discloses a honeycomb ceramic monolith catalyst and preparation method and application thereof, the use of cordierite honeycomb ceramic dip coating method to immobilize TiO2 with active alumina coating on activated alumina coating pre coated, enhanced the activity of the pulp and the force vector, reduce the loss rate of the monolithic catalyst. At the same time, the activity of alumina coating pre coated, reduces the amount of usage of adhesive coating process, the active components are more likely to be exposed on the surface of the catalyst, improving the catalytic activity, the catalyst has a large specific surface area, good light transmittance, low loss rate, high mechanical strength, improve the shortcomings of the traditional integral light catalyst.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及纳米催化剂
，尤其是涉及一种蜂窝陶瓷整体式光催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
挥发性有机物（VOC）是一种分布广泛、种类繁多的大气污染物，其参与光化学烟雾反应，参与大气中的二次气溶胶形成，同时大部分VOC本身具有毒性和致癌性，对生态环境和人类健康造成严重的危害。因此，迫切需求一种高效、节能、绿色的VOC净化技术。目前，常用的VOC净化技术主要有吸附法、蓄热燃烧、催化燃烧、光催化等。吸附净化法，材料吸附容量有限，且易发生脱附引起二次污染。蓄热燃烧和催化燃烧等一般在高温下反应，耗费大量的能量。光催化方法利用光能可以在温和的条件下实现VOC的高效降解，同时不产生二次污染，具有很好的应用前景。光催化剂固载化后得到的整体式催化剂，改变了粉末光催化剂压力降大，不易回收等缺点，是实现工程化应用基础。常用的金属网载体或泡沫镍载体的网状结构，决定了其在满足透光性的条件下，机械强度比较低，不适合大规模的应用。同时，固载化过程较为复杂，固载后脱落率难以控制。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术公开一种蜂窝陶瓷整体式光催化剂及其制备方法和。光线可以通过蜂窝陶瓷的孔道进入，孔道内部的催化剂表面，满足光催化对透光性的要求，且机械强度高。将TiO2光催化剂，利用浸涂法固载到具有活性氧化铝涂层的堇青石蜂窝陶瓷上，制备蜂窝陶瓷整体式光催化剂。预涂敷的活性氧化铝涂层，增强了活性浆料与载体的作用力，降低了整体式催化剂的脱落率。同时预涂敷的活性氧化铝涂层，降低了涂敷过程中粘结剂的使用量，使活性组分更容易暴露于催化剂表面，提高了催化剂活性。本专利技术所得催化剂具有比表面积大、透光性好、脱落率低、机械强度高等特点，改善了传统整体式光催化剂的不足。本专利技术技术未在相关文献和专利中报道过。本专利技术的技术方案为：一种蜂窝陶瓷整体式光催化剂的制备方法，其特征在于，利用浸涂法将TiO2固载到具有活性氧化铝涂层的堇青石蜂窝陶瓷上，预涂敷的活性氧化铝涂层，增强了活性浆料与载体的作用力，降低了整体式催化剂的脱落率，同时预涂敷的活性氧化铝涂层，降低了涂敷过程中粘结剂的使用量，使活性组分更容易暴露于催化剂表面，提高了催化剂活性，所述方法包括以下步骤：第一步，将一定量的TiO2和拟薄水铝石分散于一定量的去离子水中，搅拌条件下，滴加浓硝酸至pH为3-4，继续搅拌30min，得活性浆料；第二步，将具有活性氧化铝涂层的堇青石蜂窝陶瓷载体垂直浸渍于上述浆料中至载体高度一半位置，5-10s后取出，使用空压机吹扫将多余浆料逆向吹出，翻转载体，将未浸渍的一半垂直浸渍于上述浆料中，5-10s后取出，将多余浆料逆向吹出；第三步，将所得蜂窝陶瓷整体式光催化剂，室温下静置数小时，50℃烘干，400-550℃焙烧4h，得到蜂窝陶瓷整体式光催化剂。将堇青石载体在固含量28%的氧化铝溶胶中浸渍5-10s后取出，使用空气压缩机吹出多余浆料，50℃干燥，550℃焙烧。第一步所述TiO2与拟薄水铝石的质量比为1:20~1:10；固含量为35%~50%，固体占总的分散液中的质量比。一种蜂窝陶瓷整体式光催化剂，其特征在于，根据所述方法制备得到。一种蜂窝陶瓷整体式光催化剂在室温下THC光降解的应用。利用浸涂法将TiO2光催化剂固载到具有活性氧化铝涂层的堇青石蜂窝陶瓷上。预涂敷的活性氧化铝涂层，增强了活性浆料与载体的作用力，降低了整体式催化剂的脱落率。同时预涂敷的活性氧化铝涂层，降低了涂敷过程中粘结剂的使用量，使活性组分更容易暴露于催化剂表面，提高了催化剂活性。本专利技术所得催化剂具有比表面积大、透光性好、脱落率低、机械强度高等特点，改善了传统整体式光催化剂的不足。本专利技术具有以下优点：（1）蜂窝陶瓷作为光催化剂载体，机械强度高。（2）将催化剂涂敷到具有活性氧化铝涂层的载体，粘附性好，脱落率低。（3）原材料易得，成本低，制备简单，重复性好。具体实施方式下面对本专利技术的实施例作详细说明：本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。实施例1：将175gTiO2和25g拟薄水铝石分散于200ml去离子水中，搅拌条件下，滴加浓硝酸至pH为3-4，继续搅拌30min，得活性浆料。将10cm*10cm*5cm的具有活性氧化铝涂层的堇青石蜂窝陶瓷载体垂直浸渍于上述浆料中至载体高度一半位置，5-10s后取出，使用空压机吹扫将多余浆料逆向吹出。翻转载体，将未浸渍的一半垂直浸渍于上述浆料中，5-10s后取出，将多余浆料逆向吹出。室温下静置数小时，50℃烘干，550℃焙烧4h。所得催化剂TiO2担载量为18%，脱落率＜1%，室温下THC光降解效率为55%。实施例2将165gTiO2和35g拟薄水铝石分散于200ml去离子水中，搅拌条件下，滴加浓硝酸至pH为3-4，继续搅拌30min，得活性浆料。将10cm*10cm*5cm的具有活性氧化铝涂层的堇青石蜂窝陶瓷载体垂直浸渍于上述浆料中至载体高度一半位置，5-10s后取出，使用空压机吹扫将多余浆料逆向吹出。翻转载体，将未浸渍的一半垂直浸渍于上述浆料中，5-10s后取出，将多余浆料逆向吹出。室温下静置数小时，50℃烘干，550℃焙烧4h。所得催化剂TiO2担载量为17%，脱落率＜1%，室温下THC光降解效率为45%。实施例3将185gTiO2和15g拟薄水铝石分散于200ml去离子水中，搅拌条件下，滴加浓硝酸至pH为3-4，继续搅拌30min，得活性浆料。将10cm*10cm*5cm的具有活性氧化铝涂层的堇青石蜂窝陶瓷载体垂直浸渍于上述浆料中至载体高度一半位置，5-10s后取出，使用空压机吹扫将多余浆料逆向吹出。翻转载体，将未浸渍的一半垂直浸渍于上述浆料中，5-10s后取出，将多余浆料逆向吹出。室温下静置数小时，50℃烘干，550℃焙烧4h。所得催化剂TiO2担载量为19%，脱落率＜1%，室温下THC光降解效率为70%。实施例4将185gTiO2和15g拟薄水铝石分散于200ml去离子水中，搅拌条件下，滴加浓硝酸至pH为3-4，继续搅拌30min，得活性浆料。将10cm*10cm*5cm的堇青石蜂窝陶瓷载体垂直浸渍于上述浆料中至载体高度一半位置，5-10s后取出，使用空压机吹扫将多余浆料逆向吹出。翻转载体，将未浸渍的一半垂直浸渍于上述浆料中，5-10s后取出，将多余浆料逆向吹出。室温下静置数小时，50℃烘干，550℃焙烧4h。所得催化剂TiO2担载量为19%，脱落率2%，室温下THC光降解效率为64%。实施例5：将70gγ-Al2O3和10g拟薄水铝石分散于200ml去离子水中，搅拌条件下，滴加浓硝酸至pH为3-4，继续搅拌30min，得活性浆料。将10cm*10cm*5cm的堇青石蜂窝陶瓷载体垂直浸渍于上述浆料中，5-10s后取出，使用空压机吹扫将多余浆料逆向吹出。室温下静置数小时，50℃烘干，550℃焙烧4h，得具有活性氧化铝涂层的堇青石蜂窝陶瓷载体。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蜂窝陶瓷整体式光催化剂的制备方法，其特征在于，利用浸涂法将TiO2固载到具有活性氧化铝涂层的堇青石蜂窝陶瓷上，预涂敷的活性氧化铝涂层，增强了活性浆料与载体的作用力，降低了整体式催化剂的脱落率，同时预涂敷的活性氧化铝涂层，降低了涂敷过程中粘结剂的使用量，使活性组分更容易暴露于催化剂表面，提高了催化剂活性，所述方法包括以下步骤：第一步，将一定量的TiO2和拟薄水铝石分散于一定量的去离子水中，搅拌条件下，滴加浓硝酸至pH为3‑4，继续搅拌30min，得活性浆料；第二步，将具有活性氧化铝涂层的堇青石蜂窝陶瓷载体垂直浸渍于上述浆料中至载体高度一半位置，5‑10s后取出，使用空压机吹扫将多余浆料逆向吹出，翻转载体，将未浸渍的一半垂直浸渍于上述浆料中，5‑10s后取出，将多余浆料逆向吹出；第三步，将所得蜂窝陶瓷整体式光催化剂，室温下静置数小时，50℃烘干，400‑550℃焙烧4h，得到蜂窝陶瓷整体式光催化剂。

【技术特征摘要】
1.一种蜂窝陶瓷整体式光催化剂的制备方法，其特征在于，利用浸涂法将TiO2固载到具有活性氧化铝涂层的堇青石蜂窝陶瓷上，预涂敷的活性氧化铝涂层，增强了活性浆料与载体的作用力，降低了整体式催化剂的脱落率，同时预涂敷的活性氧化铝涂层，降低了涂敷过程中粘结剂的使用量，使活性组分更容易暴露于催化剂表面，提高了催化剂活性，所述方法包括以下步骤：第一步，将一定量的TiO2和拟薄水铝石分散于一定量的去离子水中，搅拌条件下，滴加浓硝酸至pH为3-4，继续搅拌30min，得活性浆料；第二步，将具有活性氧化铝涂层的堇青石蜂窝陶瓷载体垂直浸渍于上述浆料中至载体高度一半位置，5-10s后取出，使用空压机吹扫将多余浆料逆向吹出，翻转载体，将未浸渍的一半垂直浸渍于上述浆料中，5-10s后...

【专利技术属性】
技术研发人员：何丹农，赵昆峰，袁静，蔡婷，高振源，杨玲，张涛，金彩虹，
申请(专利权)人：上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31