多孔催化净化陶器材料、多功能多孔催化净化陶器材料及其制备方法技术

本发明专利技术提出一种多孔催化净化陶器材料、多功能多孔催化净化陶器材料及其制备方法，属于催化材料技术领域，能够解决目前吸附材料无法做到快速、高效的消除空气中的颗粒物、有害物质以及保持较高抑菌率的技术问题。该多孔催化净化陶器材料包括以下重量份的各原料：纳米低温熔块釉20‑30份、凹凸棒土20‑40份、改性硅藻土20‑30份和改性电气石粉10‑30份。本发明专利技术能够应用于空气净化、精细化工催化、石油化工催化中。

Porous catalytic purification ceramic materials, multifunctional porous catalytic purification ceramic materials and their preparation methods

The invention provides a porous catalytic purification ceramic material, a multi-functional porous catalytic purification ceramic material and a preparation method thereof, belonging to the technical field of catalytic materials, which can solve the technical problems that the current adsorption materials can not quickly and efficiently eliminate the particles and harmful substances in the air and maintain a high antibacterial rate. The porous catalytic purification ceramic material includes the following parts by weight: 20 \u2011 30 parts of nano low temperature frit glaze, 20 \u2011 40 parts of attapulgite, 20 \u2011 30 parts of modified diatomite and 10 \u2011 30 parts of modified electrical stone powder. The invention can be applied to air purification, fine chemical catalysis and petrochemical catalysis.

【技术实现步骤摘要】
多孔催化净化陶器材料、多功能多孔催化净化陶器材料及其制备方法
本专利技术属于催化材料
，尤其涉及一种多孔催化净化陶器材料、多功能多孔催化净化陶器材料及其制备方法。
技术介绍
目前，中国大量的民用建筑多是依靠自然通风实现室内的通风换气。然而，近年来由于机动车尾气排放、工业废气排放、工程施工等因素使得城市建筑外空气质量造成高浓度污染，特别是雾霾天，自然通风的作用就不再是稀释室内空气污染，而是恶化室内空气品质。目前对于提高室内空气质量的做法通常还是使用室内吸附剂，其包括但不限于活性炭、竹炭和椰壳炭，这些材料可基本起到吸附作用，但由于其在发挥作用时需用量较大，作用时间较长，且不能与空气中的污染物充分接触，因此实际中不能有效去除污染物，导致去除效果不理想。随着技术进步，部分建筑使用了空气净化系统，实现长时间待在室内的人们能够呼吸到新鲜空气。空气净化系统内设置过滤器，借助过滤器滤除掉新鲜空气中的细菌、颗粒物及有害物质，保证引入室内的新鲜空气处于洁净。但就目前空气净化系统内过滤器所使用的净化材料如传统单孔或多孔陶瓷而言，由于其比表面积较小，导致其吸附率、活性以及环境性能均不理想，无法做到快速、高效的消除空气中的颗粒物、有害物质以及保持较高的抑菌率，从而无法有效满足人们的实际需求。
技术实现思路
本专利技术提出一种多孔催化净化陶器材料、多功能多孔催化净化陶器材料及其制备方法，可有效解决目前吸附材料无法做到快速、高效的消除空气中的颗粒物及有害物质的技术问题。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种多孔催化净化陶器材料，包括以下重量份的各原料：纳米低温熔块釉20-30份、凹凸棒土20-40份、改性硅藻土20-30份和改性电气石粉10-30份。作为优选，所述纳米低温熔块釉由下述重量份的各原料组成：碱性长石35-45份、锂云母35-45份、硼砂14-16份和水玻璃5份；上述各原料经煅烧形成熔块釉，在300nm以下气流粉碎，得到纳米低温熔块釉；所述纳米低温熔块釉的熔融温度为650～750℃；所述凹凸棒土为经超声波震荡分散5-20h得到的呈不结团纤维状态的凹凸棒土。作为优选，所述改性硅藻土的改性处理方法包括如下步骤：将硅藻土分散至粒度达10-100μm，得到硅藻土粉体；将所得硅藻土粉体与质量浓度为18-36％盐酸混合，所述硅藻土粉体中除Si、Al的氧化物以外的其他氧化物与HCl反应，形成：Σ(TnxOmy+(x×n)HCl→xTCln+yH2O)TnxOmy主要为Fe2O3、CaO、MgO、MnO、K2O、Na2O，HCl用量为Σ(x×n)HCl中Σ(x×n)摩尔数的2-5；将上述所得混合物置于闭式耐酸反应釜中加热，进行水热反应，加热温度在120-300℃，反应时间为2-24h；反应结束冷却后，将反应物从反应釜中取出，经热水洗涤、干燥，然后将所得干燥物在氧化环境下煅烧0.5-1h，煅烧温度750-800℃，冷却后得到改性硅藻土。作为优选，所述改性电气石粉的改性处理方法包括如下步骤：将电气石粉碎至粒度在1-50μm；将粉碎后的电气石粉体与质量浓度为18-36％盐酸混合，置于闭式耐酸反应釜中加热，进行水热反应，加热温度在120-650℃，反应时间为2-48h；反应结束冷却后，将反应物从反应釜中取出，洗涤、干燥后得到改性电气石粉。本专利技术提供了一种多功能多孔催化净化陶器材料，包括上述技术方案所述的多孔催化净化陶器材料和光催化复合材料，具体包括以下重量份的各原料：纳米低温熔块釉20-30份、凹凸棒土20-40份、改性硅藻土20-30份、改性电气石粉10-30份和光催化复合材料1-3份。作为优选，所述光催化复合材料选自钛酸四丁酯、偏钨酸铵、硝酸锌、硝酸镨和硝酸铈中的至少一种。本专利技术还提供了如上述任一项技术方案所述的多孔催化净化陶器材料的制备方法，包括如下步骤：按重量份称取纳米低温熔块釉、凹凸棒土、改性硅藻土和改性电气石粉，球磨混合3-10h后，将孔隙率为80-100PPI的聚氨酯泡沫颗粒或泡沫模板浸入上述体系中，待聚氨酯泡沫吸附饱和后取出；将取出的聚氨酯泡沫颗粒或板材放置于阴暗处，形成胚品，将胚品表面进行打磨处理，进行无氧煅烧使聚氨酯泡沫气化分解并利用碳化后的聚氨酯支撑孔径结构避免坍塌，然后对体系进行降温，并在降温同时通入空气或氧气直至降至室温，得到煅烧好的多孔催化净化陶器材料。作为优选，采用750-850℃对打磨处理后的胚品进行无氧煅烧，并于无氧煅烧温度下保持1-3小时，打磨处理后的胚品的表面粗糙度Ra<500μm。本专利技术还提供了如上述任一项技术方案所述的多功能多孔催化净化陶器材料的制备方法，包括如下步骤：将上述技术方案所述的煅烧好的多孔催化净化陶器材料浸入到光催化复合材料的母液中，饱和后取出、干燥后于400-600℃进行煅烧分解，多孔催化净化陶器材料的孔中或表面保留光催化复合材料经分解后得到的纳米级氧化物中的至少一种，得到多功能多孔催化净化陶器材料。本专利技术还提供了一种空气净化系统或水净化系统，采用如上述技术方案所述的多功能多孔催化净化陶器材料或如上述技术方案所述的制备方法制备得到的多功能多孔催化净化陶器材料作为净化材料。与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果在于：1、本专利技术提供的多功能多孔催化净化陶器材料具有2-10nm的改性硅藻土多孔材料，这种具有不同梯度孔径的孔道同时存在使得本蜂窝陶器材料具有相比其他产品更高的比表面积，BET>30m2/g，其吸附力、活性、环境性能与传统多孔材料相比具有明显的优势；2、本专利技术提供的多功能多孔催化净化陶器材料的孔道中具有三维体型结构的细孔占孔容积的95％以上，相比于传统的单孔道结构，本专利技术的陶器材料具有高重复利用率、高催化效率和高吸附量；3、本专利技术提供的多功能多孔催化净化陶器材料中光催化复合材料在煅烧分解后得到的纳米级氧化物的晶格缺陷及空位电子能可与有害的有机挥发物形成化学键，吸附并分解有机挥发物，在提高光催化材料催化活性的同时，有效提高净化效率。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例提供了一种多孔催化净化陶器材料，包括以下重量份的各原料：纳米低温熔块釉20-30份、凹凸棒土20-40份、改性硅藻土20-30份和改性电气石粉10-30份。上述实施例中，凹凸棒土为天然纳米管状硅酸盐粘土矿物经过超声波分散后的凹凸棒土，具有低温烧结性能，其特点在于具有碳纳米管相似的中空管状结构、很高的比表面积、独特的吸附性、优良的生物相容性以及化学和热稳定性，在纳米低温熔块釉的熔融温度650-750℃左右，即可在工艺中起到良好的可塑性和粘结本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多孔催化净化陶器材料，其特征在于，包括以下重量份的各原料：/n纳米低温熔块釉20-30份、凹凸棒土20-40份、改性硅藻土20-30份和改性电气石粉10-30份。/n

【技术特征摘要】
1.一种多孔催化净化陶器材料，其特征在于，包括以下重量份的各原料：
纳米低温熔块釉20-30份、凹凸棒土20-40份、改性硅藻土20-30份和改性电气石粉10-30份。


2.根据权利要求1所述的多孔催化净化陶器材料，其特征在于，所述纳米低温熔块釉由下述重量份的各原料组成：碱性长石35-45份、锂云母35-45份、硼砂14-16份和水玻璃5份；上述各原料经煅烧形成熔块釉，在300nm以下气流粉碎，得到纳米低温熔块釉；所述纳米低温熔块釉的熔融温度为650～750℃；所述凹凸棒土为经超声波震荡分散5-20h得到的呈不结团纤维状态的凹凸棒土。


3.根据权利要求1所述的多孔催化净化陶器材料，其特征在于，所述改性硅藻土的改性处理方法包括如下步骤：
将硅藻土分散至粒度达10-100μm，得到硅藻土粉体；
将所得硅藻土粉体与质量浓度为18-36％盐酸混合，所述硅藻土粉体中除Si、Al的氧化物以外的其他氧化物与HCl反应，形成：
Σ(TnxOmy+(x×n)HCl→xTCln+yH2O)
TnxOmy主要为Fe2O3、CaO、MgO、MnO、K2O、Na2O，
HCl用量为Σ(x×n)HCl中Σ(x×n)摩尔数的2-5；
将上述所得混合物置于闭式耐酸反应釜中加热，进行水热反应，加热温度在120-300℃，反应时间为2-24h；
反应结束冷却后，将反应物从反应釜中取出，经热水洗涤、干燥，然后将所得干燥物在氧化环境下煅烧0.5-1h，煅烧温度750-800℃，冷却后得到改性硅藻土。


4.根据权利要求1所述的多孔催化净化陶器材料，其特征在于，所述改性电气石粉的改性处理方法包括如下步骤：
将电气石粉碎至粒度在1-50μm；
将粉碎后的电气石粉体与质量浓度为18-36％盐酸混合，置于闭式耐酸反应釜中加热，进行水热反应，加热温度在120-650℃，反应时间为2-48h；
反应结束冷却后，将反应物从反应釜中取出，洗涤、干燥后得到改性电气石粉。

【专利技术属性】
技术研发人员：王平，吴瑛，温小华，黄徐亮，朱创国，周毅，李晓晴，
申请(专利权)人：浙江纳巍负离子科技有限公司，青岛融创新材料工程研究院有限公司，晋江市山俊水杰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33