CN103599791B - 一种合金网负载型多组分复合纳米光催化剂及其制造方法 - Google Patents
一种合金网负载型多组分复合纳米光催化剂及其制造方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种合金网负载型多组分复合纳米光催化剂及其制造方法，它涉及纳米技术领域。它包括金属网，以及镶嵌于金属网表层的以钛为主的多组分纳米膜，其特征在于，所述的金属网中的铁：锰：钼：碳：铬：硅：镍质量比为66—70：3—5：2—4：1—3：15—17：2—4：8—10。本发明采用特殊的金属网成分，及镶嵌于金属网外层的以钛为主的多组分纳米膜制成的纳米光催化剂，以及采用特殊的制造方法制成相应的光催化剂，其消除率高，比普通的光催化剂效果提高明显。
Description
技术领域
被发明涉及纳米技术领域，尤其涉及一种纳米光催化剂及其制造方法。
背景技术
当前, 无论是家居生活或是工业生产，都会大量接触或使用到甲醛、苯、甲苯、二甲苯、氨气等对人体有害的物质，这些化学物质有的会直接对人体产生伤害，有的则是通过长期的接触导致人体组织器官发生病变甚至癌变，因此使生活或生产中的人们的健康长期遭受这些物质的威胁. 为了使人们可以更健康的生活，现在出现了大量的空气净化器，他们都是通过一定波长的光对空气和有害气体进行照射，从而将有害物质分解，在这一分解过程中基本都会使用到光催化剂，这些光催化剂可以加速光对有害物质的分解，提高对有害物质的消除率，但是现有的很多光催化的消除率较低，大大的影响了空气净化器的工作效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种合金网负载型多组分复合纳米光催化剂及其制造方法，它催化分解有害物质速度快，消除率高，大大提高了空气净化器的工作效率，为人们的身体健康提供了有力的保障。
为了解决背景技术中所存在的问题，本发明催化剂采用以下技术方案：它包括金属网，以及镶嵌于金属网表层的以钛为主的多组分纳米膜，其特征在于，所述的金属网中的铁：锰：钼：碳：铬：硅：镍质量比为66—70 ：3—5：2—4：1—3：15—17：2—4：8—10。
本发明还提供了一种合金网负载型多组分复合纳米光催化剂的制造方法，其包括以下步骤：
步骤一、按照体积比为 1：3至1：6的比例，将钛酸丁酯与乙醇混匀搅拌2小时，后加入体积比为8-12倍的纯净水，在60-80度下，搅拌48小时，得到催化剂的前驱体溶液；
步骤二、将质量百分比铁：锰：钼：碳：铬：硅：镍为66—70 ：3—5：2—4：1—3：15—17：2—4：8—10的混合金属在真空高频炉中加热至熔融，混合，冷却，拉丝，编织成金属丝网；
步骤三、将金属网清洗除污并淋干；
步骤四、将金属网在前驱体溶液中浸泡5分钟后淋干，然后放在烘箱中完全干燥，并重复此步骤2—5遍；
步骤五、将金属网装入焙烧炉，加热至460—500度，冷却至室温，得到光催化剂。
本发明的合金网负载型多组分复合纳米光催化剂及其制造方法，采用特殊的金属网成分，及镶嵌于金属网外层的以钛为主的多组分纳米膜制成的纳米光催化剂，以及采用特殊的制造方法制成相应的光催化剂，其消除率高，比普通的光催化剂效果提高明显，其在每小时换气5—10次的条件下经过4小时及24小时工作，有害气体消除率如下表（按国家对室内有害气体种类的认定）。
| 甲醛 | 苯 | 甲苯 | 二甲苯 | 氨气 | 菌落总数 | |
| 4小时 | >40% | >60% | >60% | >60% | >60% | >70% |
| 24小时 | >80% | >80% | >80% | >80% | >80% | >90% |
附图说明
图1为本发明方法的流程图。
实施方式
本发明的纳米光催化剂其基质是一个金属网，其金属网中的铁：锰：钼：碳：铬：硅：镍质量比为66—70 ：3—5：2—4：1—3：15—17：2—4：8—10，在金属网的外面还镶嵌有一层以钛为主的多组分纳米膜，纳米膜上的锐钛矿和金红石晶型的质量比为70% ：30%。
当光催化剂在波长为200—560nm的光照下，空气中的氧气和有害气体如甲醛、苯、甲苯、二甲苯、氨气等一起通过纳米催化网时，经催化发生化学反应后，即生成无毒无害的水和二氧化碳等气体，3—10瓦功率的灯需0.02—0.2平方米光催化剂。
图1为本发明方法的流程图，其具体步骤及实施例如下：
实施例1：本实施例按如下步骤进行：
1、按1：3的比例，将硫酸钛和乙醇混匀搅拌2小时，后加入体积为12倍的水，并加入总质量0.5%的硝酸锆和硝酸铈，在60度下，搅拌48小时，得到催化剂的前驱体溶液。
2、将含有铁：锰：钼：碳：铬：硅：镍质量比为70：3：2.5：3：15：3：10的混合物在真空高频炉中加热至熔融，混合，冷却，拉丝，编织成20目金属丝网。
3、将金属网清洗除污并淋干。
4、将金属网在前驱体溶液中浸泡5分钟后淋干，然后放在烘箱中完全干燥，并重复此步骤2遍。
5、将金属网装入焙烧炉，在富氧空气中加热至470度，然后冷却至室温，得光催化剂。经观察金属网上的固体颗粒平均粒径为27纳米，金属网上的锐钛矿和金红石的质量比达到70% ：30%。
实施例2：本实施例按如下步骤进行：
1、按1：6的比例，将硫酸钛和乙醇混匀搅拌2小时，后加入体积为9倍的水，并加入总质量0.8%的硝酸锆和硝酸铈，在80度下，搅拌48小时，得到催化剂的前驱体溶液。
2、将含有铁：锰：钼：碳：铬：硅：镍质量比为66：4：2：1.5：16：2：8.5的混合物在真空高频炉中加热至熔融，混合，冷却，拉丝，编织成60目金属丝网。
3、将金属网清洗除污并淋干。
4、将金属网在前驱体溶液中浸泡5分钟后淋干，然后放在烘箱中完全干燥，并重复此步骤5遍。
5、将金属网装入焙烧炉，在富氧空气中加热至500度，使金属网上的锐钛矿和金红石的质量比达到70% ：30%，然后冷却至室温，得光催化剂。经观察金属网上的固体颗粒平均粒径为46纳米，金属网上的锐钛矿和金红石的质量比达到70% ：30%。
实施例3：本实施例按如下步骤进行：
1、按1：4的比例，将硫酸钛和乙醇混匀搅拌2小时，后加入体积为8倍的水，并加入总质量1.0%的硝酸锆和硝酸铈，在65度下，搅拌48小时，得到催化剂的前驱体溶液。
2、将含有铁：锰：钼：碳：铬：硅：镍质量比为67：5：4：1：17：4：8的混合物在真空高频炉中加热至熔融，混合，冷却，拉丝，编织成100目金属丝网。
3、将金属网清洗除污并淋干。
4、将金属网在前驱体溶液中浸泡5分钟后淋干，然后放在烘箱中完全干燥，并重复此步骤5遍。
5、将金属网装入焙烧炉，在富氧空气中加热至460度，使金属网上的锐钛矿和金红石的质量比达到70% ：30%，然后冷却至室温，得光催化剂。经观察金属网上的固体颗粒平均粒径为22纳米，金属网上的锐钛矿和金红石的质量比达到70% ：30%。
Claims (4)
1.一种合金网负载型多组分复合纳米光催化剂的制造方法，其包括以下步骤：
步骤一、按照体积比为 1：3至1：6的比例，将钛酸丁酯与乙醇混匀搅拌2小时，后加入体积比为8-12倍的纯净水，在60-80度下，搅拌48小时，得到催化剂的前驱体溶液，在进行搅拌前，还向混合液中加入总质量0.5%至1.0%的硝酸锆和硝酸铈；
步骤二、将质量百分比铁：锰：钼：碳：铬：硅：镍为66—70 ：3—5：2—4：1—3：15—17：2—4：8—10的混合金属在真空高频炉中加热至熔融，混合，冷却，拉丝，编织成金属网；
步骤三、将金属网清洗除污并淋干；
步骤四、将金属网在前驱体溶液中浸泡5分钟后淋干，然后放在烘箱中完全干燥，并重复此步骤2—5遍；
步骤五、将金属网装入焙烧炉，加热至460—500度，冷却至室温，得到光催化剂。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤五中得到光催化剂它包括金属网，以及镶嵌于金属网表层的以钛为主的多组分纳米膜，所述的金属网中的铁：锰：钼：碳：铬：硅：镍质量比为66—70：3—5：2—4：1—3：15—17：2—4：8—10。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述纳米膜上的锐钛矿和金红石晶型的质量比为70% ：30%。
4.根据权利要求1-3中任一所述的方法，其特征在于，所述步骤二中，金属网为20-100目。
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