一种高压电场协同净化模组用多孔催化蜂窝及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高压电场协同净化模组用多孔催化蜂窝及其制备方法，该多孔催化蜂窝由绝缘蜂窝、催化层以及电子浆料组成；绝缘蜂窝的多个通孔形成气流通道；在每个通孔的内表面均涂覆有催化层；催化层含有能够在高压电场和/或光场的作用下产生分解污染分子的活性物质的催化剂；由涂覆于第一端面的电子浆料形成第一导电区域，并由涂覆于第二端面的电子浆料形成第二导电区域；第一导电区域和第二导电区域的体积电阻率均小于等于100Ω

【技术实现步骤摘要】
一种高压电场协同净化模组用多孔催化蜂窝及其制备方法


[0001]本专利技术涉及催化净化
，具体涉及一种高压电场协同净化模组用多孔催化蜂窝及其制备方法。

技术介绍

[0002]在空气催化净化
中，现有催化净化装置包括以下两种：
[0003]一、一种离子场催化净化装置，其包括高压电源、离子场催化剂及分置于离子场催化剂两侧的一对电极，高压电源与一对电极分别相连；离子场催化剂以多孔材料为载体，表面涂覆有半导体氧化物复合涂层。
[0004]二、一种高压电辅助光催化净化模组，其包括光催化剂、电绝缘多孔介质、紫外灯组、高压电源及一对放电电极；光催化剂负载在电绝缘多孔介质表面，电绝缘多孔介质放置在一对放电电极之间，放电电极为镂空状；紫外灯组放置在放电电极的外侧，一对放电电极分别与高压电源输出端相连。紫外光照射到光催化剂上，激发光催化剂发生光催化作用；同时利用高压在放电电极对间形成强电场，协同激发光催化剂发生光催化作用，含挥发性有机物分子或异味气体分子及游离细菌的空气与光催化剂表面接触进而被分解，且强电场阻止光催化作用过程的有效活性光生电子和光生空穴的复合。
[0005]但是，现有技上述两种净化装置术均需要一对实体的宏观金属电极，使得电极的质量影响净化效果，并导致结构复杂、装配成本高、拆卸维修困难的问题；另外，宏观金属电极在高压电场条件下容易发生锈蚀和粉化，从而造成表面形成绝缘膜的问题。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术提供了一种高压电场协同净化模组用多孔催化蜂窝及其制备方法，该多孔催化蜂窝省略了宏观金属电极，具有结构简单、安装维护效率高的特点，能够克服现有技术存在的结构复杂、拆装困难、因宏观电极易腐蚀和粉化而影响最终性能的缺陷。
[0007]本专利技术采用以下具体技术方案：
[0008]一种高压电场协同净化模组用多孔催化蜂窝，该多孔催化蜂窝由绝缘蜂窝、催化层以及电子浆料组成；
[0009]所述绝缘蜂窝设置有多个通孔、以及位于多个所述通孔两端的第一端面和第二端面；所述通孔形成气流通道；在每个所述通孔的内表面均涂覆有所述催化层；
[0010]所述催化层含有能够在高压电场和/或光场的作用下产生分解污染分子的活性物质的催化剂；
[0011]所述电子浆料涂覆于所述绝缘蜂窝的所述第一端面和所述第二端面，由涂覆于所述第一端面的电子浆料形成第一导电区域，并由涂覆于所述第二端面的电子浆料形成第二导电区域；
[0012]所述第一导电区域和所述第二导电区域的体积电阻率均小于等于100Ω
·
cm。
[0013]更进一步地，所述绝缘蜂窝的材质为堇青石、碳化硅、钛酸铝、氧化锆、氮化硅、堇
青石
‑
莫来石、或者堇青石
‑
钛酸铝复合基质；
[0014]所述通孔的截面形状为圆形、三角形、方形、五边形或者六边形。
[0015]更进一步地，所述催化层还含有胶黏剂和催化助剂；
[0016]所述催化剂包括高压电场激发催化剂和光催化剂；
[0017]所述高压电场激发催化剂为Pt、Pd、Ag、Ru金属单质及其氧化物，以及TiO2、CeO2、CuO、Fe2O3和Fe3O4中的至少一种；
[0018]所述光催化剂为CeO2、TiO2、ZnO、SnO2、Ga2O3、BiPO4、AgNO3、BiOBr、BiOCl中的至少一种；
[0019]所述胶黏剂和催化助剂内含有聚乙烯醇、氧化铝或铈锆共溶体。
[0020]所述光催化剂利用石墨烯与金属离子或氮进行掺杂改性，以拓宽所述光催化剂的光吸收范围。
[0021]更进一步地，所述电子浆料包含Ag、Pd、Ni、Al、W、Mo、Ta、Nb、V、Cr、Ti中的至少一种，以及石墨烯、碳纳米管或炭黑中的至少一种。
[0022]更进一步地，所述绝缘蜂窝还包括设置于所述第一端面和所述第二端面的用于电路焊接的焊盘、用于电扎接的穿孔或者用于粘接的导电孔。
[0023]另外，本专利技术还提供了一种上述技术方案中多孔催化蜂窝的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
[0024]制备绝缘蜂窝、电子浆料和形成催化层的涂覆组分；
[0025]确定电子浆料和涂覆组分的热处理温度，电子浆料的热处理温度为Tm，涂覆组分的热处理温度为Tn；
[0026]比较Tm和Tn；
[0027]当Tm<Tn时，首先将涂覆组分涂覆在绝缘蜂窝的通孔内表面形成催化层，然后对形成有催化层的绝缘蜂窝进行热处理，再在绝缘蜂窝的第一端面涂覆电子浆料形成第一导电区域、同时在第二端面涂覆电子浆料形成第二导电区域，最后对形成有催化层、第一导电区域以及第二导电区域的绝缘蜂窝进行热处理；
[0028]当Tm>Tn时，首先将电子浆料涂覆在绝缘蜂窝的第一端面形成第一导电区域、将电子浆料涂覆在绝缘蜂窝的第二端面形成第二导电区域，然后对形成有第一导电区域和第二导电区域的绝缘蜂窝进行热处理，再通过保护层将绝缘蜂窝的第一导电区域和第二导电区域进行遮蔽，将涂覆组分通过浸渍吸附或催化涂覆在绝缘蜂窝的通孔内表面形成催化层，去掉保护层，最后对形成有催化层、第一导电区域以及第二导电区域的绝缘蜂窝进行热处理；
[0029]当Tm＝Tn时，首先通过浸渍工艺将涂覆组分涂覆在绝缘蜂窝的通孔内表面形成催化层，然后将电子浆料涂覆在绝缘蜂窝的第一端面形成第一导电区域、并将电子浆料涂覆在绝缘蜂窝的第二端面形成第二导电区域，最后对形成有催化层、第一导电区域以及第二导电区域的绝缘蜂窝进行热处理。
[0030]有益效果：
[0031]1、本专利技术的高压电场协同净化模组用多孔催化蜂窝由绝缘蜂窝、催化层以及电子浆料组成；绝缘蜂窝的多个通孔形成气流通道；在每个通孔的内表面均涂覆有催化层，催化层含有能够在高压电场和/或光场的作用下产生分解污染分子的活性物质的催化剂；通过
涂覆在第一端面和第二端面的电子浆料形成相对的两个导电区域；上述多孔催化蜂窝通过涂覆在绝缘蜂窝的第一端面和第二端面的电子浆料形成相对设置的两个电极，无需实体宏观金属电极，并且催化层能够同时在形成于两个电极之间的高压电场和/或光线的协同作用下促使催化层分解对污染分子进行净化的活性物质，从而提高多孔催化蜂窝的净化效果；采用上述结构的多孔催化蜂窝将绝缘蜂窝和提供高压电场的电极合二为一，简化了高压电场协同净化模组的结构，既节省了实体金属电极也减少了电极的安装过程，同时，催化层中含有的催化剂能够在高压电场和/或光场的协同作用下对净化污染分子进行净化处理，因此，上述多孔催化蜂窝具有结构简单、安装容易、安装维护效率高的优点，同时也克服了现有技术中存在的结构复杂、拆装困难、因宏观电极易腐蚀和粉化而影响最终性能的缺陷。
[0032]2、上述多孔催化蜂窝中的绝缘蜂窝材质选用堇青石、碳化硅、钛酸铝、氧化锆、氮化硅、堇青石
‑
莫来石和堇青石
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钛酸铝复合基质中的一种，由于堇青石、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压电场协同净化模组用多孔催化蜂窝，其特征在于，由绝缘蜂窝、催化层以及电子浆料组成；所述绝缘蜂窝设置有多个通孔、以及位于多个所述通孔两端的第一端面和第二端面；所述通孔形成气流通道；在每个所述通孔的内表面均涂覆有所述催化层；所述催化层含有能够在高压电场和/或光场的作用下产生分解污染分子的活性物质的催化剂；所述电子浆料涂覆于所述绝缘蜂窝的所述第一端面和所述第二端面，由涂覆于所述第一端面的电子浆料形成第一导电区域，并由涂覆于所述第二端面的电子浆料形成第二导电区域；所述第一导电区域和所述第二导电区域的体积电阻率均小于等于100Ω
·
cm。2.如权利要求1所述的多孔催化蜂窝，其特征在于，所述绝缘蜂窝的材质为堇青石、碳化硅、钛酸铝、氧化锆、氮化硅、堇青石
‑
莫来石、或者堇青石
‑
钛酸铝复合基质；所述通孔的截面形状为圆形、三角形、方形、五边形或者六边形。3.如权利要求1所述的多孔催化蜂窝，其特征在于，所述催化层还含有胶黏剂和催化助剂；所述催化剂包括高压电场激发催化剂催化剂和光催化剂；所述高压电场激发催化剂为Pt、Pd、Ag、Ru金属单质及其氧化物，以及TiO2、CeO2、CuO、Fe2O3和Fe3O4中的至少一种；所述光催化剂为CeO2、TiO2、ZnO、SnO2、Ga2O3、BiPO4、AgNO3、BiOBr、BiOCl中的至少一种；所述胶黏剂和催化助剂内含有聚乙烯醇、氧化铝或铈锆共溶体；所述光催化剂利用石墨烯与金属离子或氮进行掺杂改性，以拓宽所述光催化剂的光吸收范围。4.如权利要求1所述的多孔催化蜂窝，其特征在于，所述电子浆料包含Ag、Pd、Ni、Al、W、Mo、Ta、Nb、V、Cr、T...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙任辉，高崧，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一八研究所，
类型：发明
国别省市：