用于制造光催化装置的方法、光催化装置、光催化组合物和气体去污染设备制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于制造催化装置的方法，所述方法具有以下步骤：a)提供均为粉末状态的具有光催化活性的第一催化剂、与所述第一催化剂是不同分子的第二催化剂、和吸附剂；b)将所述第一催化剂、所述第二催化剂和所述吸附剂混合以形成催化组合物，并将所述催化组合物悬浮在悬浮液中以形成浆料；以及c)将所述浆料重复涂布到具有多个通孔的固体网格状载体上并蒸发所述悬浮液，所述通孔构造为允许气体流过所述载体。述载体。述载体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制造光催化装置的方法、光催化装置、光催化组合物和气体去污染设备


[0001]本专利技术涉及一种用于制造催化装置的方法。根据另一方面，本专利技术涉及一种可通过该方法获得的催化装置。根据另一方面，本专利技术涉及一种催化组合物。根据另一方面，本专利技术涉及一种气体去污染设备，所述气体去污染设备包括该催化装置和/或催化组合物。

技术介绍

[0002]气体的去污染被广泛使用和需要。气体中的、尤其是空气中的污染物可以是各种类型的。污染物可以分为颗粒、气态或挥发性化学污染物以及生物污染物。生物污染物是微生物，例如细菌、真菌(包括真菌的孢子)或尘螨以及病毒和噬菌体等。
[0003]气态或挥发性物质例如是所谓的挥发性有机化合物(VOC)。VOC通常定义为含有至少一个碳原子和一个或多个氢、卤素、氧、硫、磷和/或硅原子且在20℃的温度下具有至少0.01kPa的蒸气压或在某些情况下具有一定挥发性的化合物。碳氧化物和无机碳酸盐或碳酸氢盐通常不被认为是VOC。因此，VOC代表了范围广泛的不同物质，它们具有的共同点是容易蒸发或升华。挥发性或气态污染物的例子有甲醛、一氧化碳、氮氧化物、臭氧或氡等放射性物质。
[0004]处理和去污染气体、尤其是空气的一种方式是使用机械过滤器，例如HEPA过滤器等。这些过滤器过滤颗粒污染物以及一些生物污染物。因此，这些过滤器具有的缺点是需要在一定时间后进行清洁或更换。此外，这些过滤器对大小在0.1到1微米(即大多数病毒的大小)之间的颗粒不太有效。此外，过滤器的微生物污染会导致细菌等产生和分泌出可能有害或有毒的物质，然后这些物质被气流携带。例如，这些有毒物质可以是某些革兰氏阴性菌细胞壁裂解后形成的内毒素或过滤器上微生物分解产生的VOC。易感微生物如表皮葡萄球菌、大肠杆菌或小短链单胞菌可以在这种过滤器上存活2
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6天。健壮的生物污染物如萎缩芽孢杆菌、MS
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2大肠杆菌噬菌体和巴西曲霉存活超过六天。萎缩芽孢杆菌可以保持存活超过210天。因此，使用这类过滤器会导致待清洁气体的附加污染。此外，生物污染物会导致过滤器饱和，从而导致流动阻力增加。此外，由被过滤并之后附加地定殖过滤器表面的生物污染物造成的过滤器饱和会导致气体去污染设备性能的整体下降。总体上，可能出现的问题有气味、气流减少、压降增加以及在过滤器和气体去污染设备的内表面上形成生物膜。尽管如此，这类过滤器对于消除颗粒污染物可以是有用的。
[0005]提出了几种用于空气去污染或净化的进一步解决方案，例如使用等离子体、电离、臭氧化或催化。
[0006]在电离技术中，高能被用于形成氧离子，例如通过高压或用特定的灯。这些氧离子积聚在颗粒污染物(例如灰尘)的表面上，并促使形成更大的团，然后这些团可以被过滤或下沉到地面。
[0007]因此，污染物不会被消除或裂解，但可能会以团的形式保留在例如地面上，并且以后仍可以是气载的。此外，可以生成臭氧，臭氧一方面起到消毒作用，但另一方面可能会引
起过敏或对附近的人有害。
[0008]在臭氧化期间形成臭氧，臭氧具有高反应性且是一种强氧化剂。臭氧与微生物污染物和化学污染物都发生反应。缺点是并非所有生成的臭氧都直接与污染物反应，使得臭氧可能对附近的人有害。
[0009]催化剂被用于许多工业领域。催化剂是能够催化反应的物质，即增加化学反应的速率而在反应中不被消耗。一个特定的领域是使用催化剂来去污染气体，例如空气(尤其是环境空气)或废气或工艺气体。催化剂可以被用在用于清洁医院、检疫站或公共场所(如餐馆或公共机构等)等的环境空气的空气调节系统或空气净化系统中。
[0010]根据待催化的反应，可以使用单一催化剂或组合超过一种催化剂。
[0011]具有光催化活性的催化剂在现有技术中是已知的。它们通常被称为光催化剂，并且通常是半导体。通常光催化剂是可UV活化的。当可UV活化的光催化剂被UV辐射、即波长约100nm至约400nm的电磁辐射照射时，该光催化剂随后被活化并因此能够催化反应。在催化剂的表面上，例如水发生反应形成高反应性OH自由基，然后该OH自由基与污染物反应。此外，分子氧可以发生反应形成所谓的ROS(活性氧)，尤其是超氧阴离子。活性物质与化学污染物和生物污染物都发生反应，并且例如破坏病毒的膜的脂质双层。
[0012]当使用光催化剂进行气体去污染时，通常需要存在UV辐射源。这些辐射源通常消耗大量能量，且能量效率仅为30
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40％。因此，仅30
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40％的能量被用于活化光催化剂。
[0013]例如，在现有技术中已知提供单独的催化剂阶段，例如在空间上彼此分开的三个不同阶段的组合。每个阶段含有特定的化合物，例如一个阶段含有二氧化钛、一个阶段含有一氧化锰并且一个阶段含有沸石。这些阶段沿待去污染的气体的流动方向一个接一个地设置。
[0014]例如从CN 106582265 A和CN 105597528 A中已知用于气体去污染的催化组合物。这些催化组合物由吸附剂组成，该吸附剂负载有锰氧化物的前体、例如乙酸锰，并且部分负载有二氧化钛的前体、例如钛酸丁酯。之后具有前体的吸附剂在300℃或更高的温度下煅烧，从而形成锰氧化物和二氧化钛。由于煅烧温度高，主要或仅形成二氧化锰。
[0015]例如，从JPH11
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137656已知一种由锰氧化物、二氧化钛和吸附剂组成的催化组合物。锰氧化物、二氧化钛和吸附剂通过粘合剂结合到固体支持物。粘合剂部分地覆盖催化剂，因此只有减少量的催化剂可被UV辐射活化和待裂解的分子到达。根据另一个实施方案，组分的悬浮液浸渍到多孔体或织物中。然而，这些组分给待去污染的气体带来了高的流动阻力。因此，不可能在每时间单位内高效地清洁大量气体。在本文件的实施方式中，第二催化剂的比例可能会不超过二氧化钛的22％的量，以免降低二氧化钛的活性。

技术实现思路

[0016]因此，本专利技术的目的是提供一种易于制造且在去污染气体方面具有高效率的催化装置。
[0017]本专利技术通过一种用于制造催化装置的方法实现该目的，所述方法具有以下步骤：a)提供均为粉末状态的具有光催化活性的第一催化剂、与所述第一催化剂是不同分子的第二催化剂、和吸附剂；b)将所述第一催化剂、所述第二催化剂和所述吸附剂混合以获得催化组合物，并将所述催化组合物悬浮在悬浮液中以形成浆料；以及c)将所述浆料重复涂布到
具有多个通孔的固体网格状载体上并蒸发所述悬浮液，所述通孔构造为允许气体流过所述载体。
[0018]第一催化剂和第二催化剂是不同的分子。这意味着，第一催化剂和第二催化剂的化学组成不同。第一催化剂和第二催化剂不能是具有不同性能(例如不同的粒度、晶体结构或形状等)的相同化合物。换言之，包含一种化合物的不同形状或晶体结构等的组合物不能被视为如本文所要求保护的包含两种不同的催化剂。
[0019]具有光催化活性的催化剂是实际上能够被某种辐射光活化的物质，例如如下所述的。换言之，具有光催化性能但不能被光活化(例如因为嵌在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于制造催化装置(8)的方法，所述方法具有以下步骤：a)提供均为粉末状态的具有光催化活性的第一催化剂、与所述第一催化剂是不同分子的第二催化剂、和吸附剂；b)将所述第一催化剂、所述第二催化剂和所述吸附剂混合以形成催化组合物，并将所述催化组合物悬浮在悬浮液中以形成浆料；以及c)将所述浆料重复涂布到具有多个通孔(6)的固体网格状载体(2)上并蒸发所述悬浮液，所述通孔(6)构造为允许气体流过所述载体(2)。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通孔(6)占据所述载体的体积的至少80％。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述浆料是不含粘合剂的。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述浆料通过喷涂涂布到所述载体(2)上。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一催化剂为二氧化钛TiO2。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一催化剂为锐钛矿和金红石的混合物形式的二氧化钛TiO2，其中锐钛矿/金红石比例在60/40和99/1之间。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述第二催化剂为低温催化剂。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述吸附剂为沸石。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，以相对于所述第一催化剂、所述第二催化剂和所述吸附剂的总质量的重量百分比计，组分在以下范围内提供：所述第一催化剂在27％到30％之间，所述第二催化剂在11％到17％之间，所述吸附剂在55％到59％之间。10.一种催化装置(8)，所述催化装置可通过根据前述权利要求中任一项所述的方法获得。11.一种催化组合物，所述催化组合物含有各自呈粉末状态的且...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：卡利斯塔尔简易股份公司，
类型：发明
国别省市：