光催化泡沫陶瓷及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种用于光催化净化的泡沫陶瓷的制备方法，其中，该制备方法包括：高温去除杂质、超声波清洁、泡沫陶瓷的表面改性、纳米水溶胶涂附、和烧结工序。本发明专利技术的泡沫陶瓷与产生紫外光的光产生器套配成装置使用，具有高效的甲醛降解、臭氧去除和除菌功效，适应于多种工作电压和辐照强度，可应用于不同生活和产业环境。业环境。业环境。

【技术实现步骤摘要】
光催化泡沫陶瓷及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及一种用于光催化净化的泡沫陶瓷的制备方法，以及制备的光催化泡沫陶瓷和应用。

技术介绍

[0002]商品化的环境净化装置多为冰箱杀菌消毒除味装置，但一般具有效能不高、使用面不广、性价比不高等问题。其作业环境具有低温、高湿的特点，且环境为暗域，装置需要适应黑暗环境和具有防潮的特性。现有的环境净化装置在冷阴极设置的灯多为发射单波段的紫外线灯管，涂覆的水溶胶为20～35nm的常温多频谱吸收段溶胶。这些结构、材料以及反应机理往往使得环境净化装置使用的场景受到限制。
[0003]专利申请201510273286.5公开了一种冰箱除味器，其包括箱壳、以及被箱壳包裹在内的过滤装置和引风装置，其除味是通过过滤装置实现，过滤装置包括3个以上的过滤层，每层过滤层内均设有除味剂，除味剂可以是多种或一种，除味剂为颗粒状，通过引风机的作用，使除味器主动将空气引入过滤层中，进行吸附，从而脱除异味，同时也可以根据需要增加杀菌消毒的功能。然而其使用的除味剂为硅胶、活性炭、茶粉、腐殖土、中草药、煤灰，其吸附能力弱，除味效果一般。
[0004]专利申请201420656647.5公开了一种带除味消毒杀菌功能的电冰箱，通过冰箱本体的底部的隔温室内设置有至少一个臭氧发生器进行杀菌消毒，但是臭氧发生器为常规的臭氧发生器，杀菌效果较差。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术的不足，本专利技术提供了一种用于光催化净化的泡沫陶瓷的制备方法，其中，所述制备方法包括：步骤(1)高温去除杂质：泡沫陶瓷基质在温度为350-550℃的条件下加热40～90分钟，得到经高温清洁的泡沫陶瓷；步骤(2)超声波清洁：将所述步骤(1)获得的所述经高温清洁的泡沫陶瓷使用低频超声波清洁泡沫陶瓷的内部孔隙，清洁时间为20～60分钟，得到经超声波清洁的泡沫陶瓷；步骤(3)泡沫陶瓷的表面改性：将所述步骤(2)得到的所述经超声波清洁的泡沫陶瓷用低温等离子处理，在360
°
全方位处理1～30分钟，得到经低温等离子处理的泡沫陶瓷；步骤(4)纳米水溶胶涂覆：使用3～10nmTiO2纳米水溶胶浸润所述步骤(3)经低温等离子处理的泡沫陶瓷，待其自然干透后，再次浸润，所述纳米水溶胶涂覆过程为2～10次，然后使用喷枪在360
°
全方位喷涂所述3～10nmTiO2纳米水溶胶，得到涂覆纳米水溶胶的泡沫陶瓷；以及步骤(5)烧结：将自然干燥的所述步骤(4)涂覆纳米水溶胶的泡沫陶瓷在350～750℃温度下烧结1～2小时，待自然降温后再次在350～750℃温度下烧结1～2小时，所述烧结过程为2～6次，得到所述用于光催化净化的泡沫陶瓷。
[0006]本专利技术的泡沫陶瓷的制备方法，制备工艺简单，利于产业上大规模应用。制备的泡沫陶瓷在紫外光催化净化过程效率高，清除臭氧仅两分钟即可见效；本专利技术的泡沫陶瓷通过三级复合梯级宽频谱高能反应激发臭氧，生成过氧化氢，进一步演化生成自由基HO
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，以
发挥清除微生物的功能；且能适用于低温、高湿的工作环境，可在暗域启动，具有防潮的能力；寿命长，在抗冲击10万次后才会出现老化，衰减性弱，在工作12万小时后紫外光强度和臭氧浓度才下降为初始的10％左右。
[0007]作为本专利技术的一种实施方式，本专利技术制备泡沫陶瓷的制备方法中，所述步骤(1)中的所述泡沫陶瓷基质为聚酯海绵和Al2O3在1400℃的条件下煅烧成孔径为20～30ppm的泡沫陶瓷基质。
[0008]本专利技术以聚酯海绵和Al2O3制备的泡沫陶瓷基质用于制备本专利技术的用于光催化净化的泡沫陶瓷，可以适用于常温的工作环境。
[0009]作为本专利技术的一种实施方式，本专利技术制备泡沫陶瓷的制备方法中，所述步骤(1)中的所述泡沫陶瓷基质为95瓷在1400℃的条件下煅烧2～5小时后得到的泡沫陶瓷基质。
[0010]本专利技术以95瓷煅烧制备的泡沫陶瓷基质用于制备本专利技术的用于光催化净化的泡沫陶瓷，可以适用于低温高湿的工作环境。
[0011]作为本专利技术的一种实施方式，本专利技术制备泡沫陶瓷的制备方法中，所述步骤(1)为所述泡沫陶瓷基质在温度为400～500℃的条件下加热50～70分钟。
[0012]作为本专利技术的一种实施方式，本专利技术制备泡沫陶瓷的制备方法中，所述步骤(1)为所述泡沫陶瓷基质在温度为450℃的条件下加热60分钟。使用高温加热清洁的目的在于清除泡沫陶瓷表面的残留颗粒物，以达到100％的清洁度。
[0013]作为本专利技术的一种实施方式，本专利技术制备泡沫陶瓷的制备方法中，所述步骤(2)中所述超声波清洁时间为30～50分钟。
[0014]作为本专利技术的一种优选实施方式，本专利技术制备泡沫陶瓷的制备方法中，所述步骤(2)中所述超声波清洁时间为30分钟。
[0015]使用超声波清洁的目的在于清除泡沫陶瓷内部空隙之间的尘埃，以实现深层清洁的目的。
[0016]作为本专利技术的一种实施方式，本专利技术制备泡沫陶瓷的制备方法中，所述步骤(3)中所述低温等离子处理5～10分钟。
[0017]使用低温等离子处理，能使得泡沫陶瓷的表面分子排列发生变化，从而扩大接触面和接收面。
[0018]作为本专利技术的一种实施方式，本专利技术制备泡沫陶瓷的制备方法中，所述步骤(4)中所述纳米水溶胶为4～7nm TiO2纳米水溶胶，所述浸润次数为3～5次。
[0019]作为本专利技术的一种优选实施方式，本专利技术制备泡沫陶瓷的制备方法中，所述步骤(4)中所述纳米水溶胶为5nm TiO2纳米水溶胶。
[0020]作为本专利技术的一种实施方式，本专利技术制备泡沫陶瓷的制备方法中，所述步骤(5)中所述烧结在450～650℃温度下进行，所述烧结过程为3～5次。
[0021]反复烧结处理能使得涂覆的纳米材料更加稳定，形成晶宏石型结构。
[0022]本专利技术还涉及所述的制备方法制备的泡沫陶瓷。
[0023]本专利技术还涉及一种用于光催化净化的装置，所述装置配置有一个或两个以上光催化净化模块，所述光催化净化模块包括光产生器，所述光产生器能产生175～195nm波段和244～264nm波段的紫外光，其中，所述光催化净化模块还包括所述的泡沫陶瓷，所述光产生器设置于其产生的紫外光能直接激发所述的泡沫陶瓷的范围内。
[0024]本专利技术通过在泡沫陶瓷表面涂覆3～10nm的水溶胶，同时在冷阴极设置的灯为发射185nm(175～195nm波段)、254nm(244～264nm波段)宽波段的紫外线灯管，对泡沫陶瓷直接激发，使得本专利技术的光催化净化的装置能高效地处理和净化环境中的甲醛、臭氧，同时本专利技术的泡沫陶瓷通过三级复合梯级宽频谱高能反应激发臭氧，与水反应生成过氧化氢，进一步演化生成自由基HO
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，能够高效地去除环境中的微生物和甲醛，其中，微生物包括细菌。
附图说明
[0025]图1为本专利技术光催化净化的装置的拆解照片；
[0026]图2为本专利技术光催化净化的装置在国家化学建材质量监督检验本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于光催化净化的泡沫陶瓷的制备方法，其中，所述制备方法包括：步骤(1)高温去除杂质：泡沫陶瓷基质在温度为350-550℃的条件下加热40～90分钟，得到经高温清洁的泡沫陶瓷；步骤(2)超声波清洁：将所述步骤(1)获得的所述经高温清洁的泡沫陶瓷使用低频超声波清洁泡沫陶瓷的内部孔隙，清洁时间为20～60分钟，得到经超声波清洁的泡沫陶瓷；步骤(3)泡沫陶瓷的表面改性：将所述步骤(2)得到的所述经超声波清洁的泡沫陶瓷用低温等离子处理，在360
°
全方位处理1～30分钟，得到经低温等离子处理的泡沫陶瓷；步骤(4)纳米水溶胶涂覆：使用3～10nmTiO2纳米水溶胶浸润所述步骤(3)经低温等离子处理的泡沫陶瓷，待其干透后，再次浸润，所述纳米水溶胶涂覆过程为2～10次，然后使用喷枪在360
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全方位喷涂所述3～10nmTiO2纳米水溶胶，得到涂覆纳米水溶胶的泡沫陶瓷；以及步骤(5)烧结：将自然干燥的所述步骤(4)涂覆纳米水溶胶的泡沫陶瓷在350～750℃温度下烧结1～2小时，待自然降温后再次在350～750℃温度下烧结1～2小时，所述烧结过程为2～6次，得到所述用于光催化净化的泡沫陶瓷。2.根据根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述步骤(1)中的所述泡沫陶瓷基质为聚酯海绵和Al2O3在1400℃的条件下煅烧成孔径为20～30ppm的泡沫陶瓷基质。3.根据根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述步骤(1)中的所述泡沫陶瓷基质为95...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟宇学，顾明，肖玉英，
申请(专利权)人：翟宇学，
类型：发明
国别省市：