本发明专利技术公开了一种含活性炭涂层复合型光催化剂的制备方法，该方法是将活性炭作为涂层附着在泡沫材料基体上，形成活性炭涂层材料，并以该活性炭涂层材料为载体负载二氧化钛，其中各组分的重量百分比为：二氧化钛活性组分为１～１０％，活性炭涂层为４～１５％，其余为泡沫材料基体。本发明专利技术方法以活性炭涂层材料作为光催化剂载体，可以有效提高二氧化钛活性组分的分散性，克服已有活性炭材料结构疏松、强度低的缺点，改善光在体系中的传递和污染物传递到催化剂表面的传质过程，并可大幅度延长活性炭的使用寿命。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及到一种以半导体二氧化钛(Ti02)为活性组分的光催化剂的制备方法，这种催化剂特别适用于对室内空气的净化处理。
技术介绍
近年来，随着室内建筑装饰材料、家用化学物质的大量使用，室内空气污染越来越受到人们的重视。调查表明，室内空气的有机物浓度高于室外，甚至高于工业区。目前已从室内空气中鉴定出几百种有机物质，其中有的是致癌物。居室、办公室中所用涂料、粘接剂、油漆、胶合板、地板革、壁纸等都可向空气中释放挥发性有机化合物，从而造成室内污染。对室内主要的气体污染物甲醛、甲苯等的研究结果表明，二氧化钛(Ti02)光催化氧化技术在处理这类难降解有机物污染物方面表现出独特优势。但是，传统的Ti02光催化技术存在电能消耗大、催化剂回收困难以及效率低等问题，所以限制了其工业化的应用。因此，高效Ti02光催化剂的开发研究已为国内外最活跃的研究领域之一。 催化剂的负载是解决悬浮相催化剂分离回收的有效途径，可以克服悬浮相催化剂稳定性差和容易中毒等特点。负载1102过程中，载体的结构决定了光在体系中的传递过程和物质传递到催化剂表面的传质过程，也就决定了光催化反应器的设计和光催化系统的效率。大量的研究发现活性炭能将反应体系中的目标污染物富集到催化剂表面，在Ti02表面产生一个底物富集环境，从而提高了降解速率，同时，通过扩散作用，被吸附的有机物向1102表面迁移，Ti02降解活性炭表面的有机物又使载体实现了原位再生，这种协同作用进一步提高复合催化的光催化活性。因此，将1102固定在活性炭上，既可提高催化剂的效率，又可解决催化剂分离回收的问题。公开号为CN101244383A的中国专利申请"一种活性炭负载二氧化钛光催化剂的制备方法"以粒径为50 100目的活性炭为载体负载Ti02制备光催化剂，用于降解有机污染物。由于该专利技术所使用的是商用活性炭破碎后的活性炭，粒径太小，制备过程容易造成Ti02粒子团聚，而且分离和回收过程相对复杂，使用后进行分离也容易造成材料损失。公开号为CN 1695797A的中国专利申请"活性炭负载二氧化钛光催化剂的制备方法"采用化学气相沉积法将Ti02负载在粒径为40 60目的活性炭载体上，用于光催化降解有机污染物。该专利技术使用的活性炭粒径太小，应用于填充床中，存在床层压降大和光分布不均匀；应用于悬浮床中，容易磨损与粉化，很难应用于气相。公开号为CN 1803291A的中国专利申请"一种二氧化钛/活性炭纤维光催化剂及其制备方法和在空气净化中的应用"以活性炭纤维为载体负载1102制成负载型光催化剂，由于纤维是非刚性材料，在体系中容易变形和破碎，也容易造成负载的Ti02脱落，这都在一定程度上影响了其放大应用。 陶瓷材料具有机械强度高、抗震动、耐高温、耐腐蚀等特点，将陶瓷和活性炭结合起来可使这种复合材料具有二者的综合优点。公开号为US 4082661的美国专利"活性炭及其制备方法"以孔径分布为1000 70000埃的成型多孔陶瓷为载体浸渍树脂，炭化活化后用于高纯度的过滤领域。该专利技术所使用的成型多孔陶瓷宏孔孔径过小，孔内浸渍的树脂经过炭化活化后得到的宏孔孔径更小，增加了陶瓷-活性炭体内部活性炭的吸附阻力，阻碍了流体介质与陶瓷_活性炭体内部的活性炭之间的传质过程，使得材料内部的活性炭得不到充分利用，不适用于光催化剂载体。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术之不足，提供，它以活性炭涂层材料作为光催化剂载体，可以有效提高二氧化钛活性组分的分散性并克服已有活性炭材料结构疏松，强度低的缺点，改善光在体系中的传递和污染物传递到催化剂表面的传质过程。 为解决上述技术问题，本专利技术是将活性炭作为涂层附着在泡沫材料基体上，形成活性炭涂层材料，并以该活性炭涂层材料为载体负载二氧化钛，其中各组分的重量百分比为二氧化钛活性组分为i 10%，活性炭涂层为4 15%，其余为泡沫材料基体。 上述，以所述活性炭涂层材料为载体负载二氧化钛时，采用浸渍法将二氧化钛溶胶担载于所述活性炭涂层材料载体上，经过高温煅烧获得，制备步骤如下 1)将钛醇盐在剧烈搅拌下溶解于醇中，并添加一定量抑制剂和表面活性剂，缓慢滴加水、醇、酸的混合液，继续搅拌；钛醇盐与抑制剂、醇、水的体积比为6 8 : 1 : 16 25 : 0. 75 1. 5，表面活性剂的添加量为二氧化钛溶胶总重量的1 3%，搅拌混合，得到均匀、稳定透明的1102溶胶； 2)将所述活性炭涂层材料载体浸于二氧化钛溶胶中2 4h，取出后置于密闭容器中凝胶陈化12 24h，再放入干燥箱在80 ll(TC温度条件下干燥2 4h ;将干燥后的载体放在电阻炉中于无氧环境下从室温升至450 650°C ，保温40 90min ;之后随炉冷却至室温。 上述，制备所述二氧化钛溶胶时所用的所述钛醇盐为钛酸四丁酯；所述醇为乙醇、异丙醇、正丁醇中的一种或两种以上的混合物；所述酸为硝酸、硫酸、盐酸中的一种或两种以上的混合物；所述抑制剂为乙酰丙酮、冰醋酸、二乙醇胺中的一种；所述表面活性剂为聚乙二醇、聚乙烯醇、壬基酚聚氧乙烯醚中的一种或两种以上的混合物。 上述，附着在泡沫材料上的所述活性炭涂层由热固性树脂所制备，采用浸渍工艺将含有溶剂的热固性树脂涂覆在泡沫材料的内外表面，所述热固性树脂作为炭前驱体经过固化工艺、炭化工艺、活化工艺和清洗工艺处理，得到的附着在泡沫陶瓷上的活性炭涂层，所述活性炭涂层为所述活性炭涂层材料总质量的5 20%，涂层厚度为0. 1 lmm，且活性炭涂层的表面积为800 1400m7g，制备工艺如下 1)浸渍工艺将泡沫材料基体在超声清洗后，于105士5t:条件下干燥4 8小时，放入带有夹套并装有热固性树脂的容器中，在浸渍液内浸渍4 16小时，浸渍所用容器的夹套内有温水循环，温水的温度为20 70°C ;将浸渍有热固性树脂的泡沫材料基体从容器内取出，通过空气吹除或是离心机去除多余的热固性树脂；5 2)固化工艺将浸渍有热固性树脂的泡沫材料基体，在室温下放置6 12小时 后，放入烘箱内固化，7(TC起温，每分钟升温1 4t:，在15(TC温度下保温1 5小时； 3)炭化工艺将经过固化工艺处理的泡沫材料基体在无氧环境中升温，15(TC起 温，每分钟升温2 l(TC，在600 100(TC温度下进行炭化处理30-120分钟，在无氧环境 中冷却到室温； 4)物理活化工艺将经过炭化工艺处理的泡沫-炭材料在无氧环境中升温，15(TC 起温，每分钟升温2 l(TC ，在600 100(TC温度下，以过饱和水蒸气或二氧化碳为活化介 质，活化处理30 120分钟，在无氧环境中冷却到室温； 5)化学活化工艺将经过炭化工艺处理的泡沫_炭材料在氢氧化钾(K0H)或氢氧 化钠(NaOH)饱和溶液中浸渍4 24小时，在烘箱中12(TC温度条件下烘干2 12小时，然 后在无氧环境中升温，15(TC起温，每分钟升温2 l(TC，在600 100(TC温度下处理10 120分钟，在无氧环境中冷却到室温； 6)清洗工艺将经过活化工艺处理的活性炭涂层复合材料，用质量浓度为5 20%的盐酸(HC1)溶液酸洗4 12小时，再用水洗至中性。 上述，所述泡沫材料基体采用泡沫 陶瓷或泡沫金属中的一种。 上述，所述泡沫材料基体为泡沫陶本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种含活性炭涂层复合型光催化剂的制备方法，其特征在于，该方法是将活性炭作为涂层附着在泡沫材料基体上，形成活性炭涂层材料，并以该活性炭涂层材料为载体负载二氧化钛，其中各组分的重量百分比为：二氧化钛活性组分为１～１０％，活性炭涂层为４～１５％，其余为泡沫材料基体。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：胡以强，郭小青，刘卫民，武岳峰，
申请(专利权)人：海盐华强树脂有限公司，
类型：发明
国别省市：33[中国|浙江]
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