CN104772110A - 一种可见光响应型空气净化器光触媒滤网及其制备方法 - Google Patents

一种可见光响应型空气净化器光触媒滤网及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可见光响应型空气净化器光触媒滤网,包括滤网基材,滤网基材表面涂覆催化剂携带层,滤网基材与催化剂携带层之间具有粘合层,催化剂携带层包括具有微孔结构的复合吸附材料及负载在复合吸附材料内的光触媒活性组分;光触媒活性组分由二氧化钛与钙钛矿型复合光催化剂AB1-xCxO3/TiO2构成,A、B、C均为金属元素,其中掺杂比x的取值范围为0至1,催化剂携带层以重量百分比计包括:二氧化钛与钙钛矿型复合光催化剂:2-50%,其余为具有微孔结构的复合吸附材料;本发明所设计的可见光响应型空气净化器光触媒滤网催化剂携带层牢固,对滤网基材附着力强,净化有效率高、能耗小、使用寿命大大延长,无二次污染且在可见光下具有良好光催化性能。

Description

一种可见光响应型空气净化器光触媒滤网及其制备方法
技术领域
本发明涉及空气净化技术领域,涉及一种室温条件下对空气进行催化净化携带层牢固的可见光响应型光触媒滤网的制作工艺。
背景技术
进入2l世纪后,人们对于环保的意识越来越强,这种环保意识不仅体现在所处的自然环境方面,对自己生活的环境也是如此;目前,生活环境中例如装修的新房、采购的新车的异味以及越来越突出的环境污染,给人们的身体和生活带来了危害;尽量减少污染,创造一个绿色安全的生活环境成为人们追求的目标。
目前,各种的空气净化器内部主要使用强吸附性多孔材料对有机污染物进行物理吸附和光催化材料对有机污染物分解: 物理吸附材料虽能吸附很多细菌和微尘,但是其使用寿命短, 需要频繁的更换,从而导致更换成本高;纳米光催化材料主要以纳米TiO2作为光催化剂,降解空气中的VOCs,这个过程不需要其它化学助剂,反应条件温和,而且最终产物只有CO2和H2O。但是TiO2光催化剂吸附性能较差,而且空气中的有机污染物浓度也往往比较低,因此很难有效富集到TiO2表面,从而降低了室内外低浓度挥发性有机物的光催化效率;CN100551534C发明了一种二氧化钛/活性炭纤维光催化剂,但制作过程繁杂,成本较高,目前现有的空气净化器使用的光触媒滤网采用涂覆方式把光触媒加入到滤网涂层中,但光触媒滤网催化层在使用过程中存在掉粉现象,脱落的催化剂超细粉末吹入环境,容易产生二次污染,净化器的净化效果也会迅速降低。
目前广泛使用的TiO光催化材料在常温常压下能高效地降解空气中的有机污染物,稳定性好,催化效率高,是一种较为理想的光催化剂;但是目前市场上纳米TiO2产品主要是纳米TiO2粉体分散体系,这些体系由于使用了各种高分子的有机分散稳定剂对其进行表面改性,大都稳定性较差且光催化性能大幅度下降。更为重要的是,TiO2的吸光频带窄,锐钛矿的带隙能Eg≈3.2Ev,只有在波长λ≤387.5nm的光子激发下,才能产生电子-空穴对(e--h+),主要使用的是387.5 nm 以下的紫外光,这部分光辐射到地面仅占光辐射总量的4%左右;因此,目前均采用人工光源,能耗较高,如果能将光催化剂的光谱利用范围扩展到可见光,则可使设备投资和运行成本大大降低。
由此可见,现有的空气净化器在结构与使用上,显然仍存在有不便与缺陷,而亟待加以进一步改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是,克服现有技术的缺点,提供一种可见光响应型空气净化器光触媒滤网及其制备方法,该光触媒滤网催化剂携带层牢固,对滤网基材附着力强,净化有效率高、能耗小、使用寿命大大延长,无二次污染且在可见光下具有良好光催化性能。
为了解决以上技术问题,本发明提供一种可见光响应型空气净化器光触媒滤网,包括滤网基材,滤网基材表面涂覆催化剂携带层,滤网基材与催化剂携带层之间具有粘合层,催化剂携带层包括具有微孔结构的复合吸附材料及负载在复合吸附材料内的光触媒活性组分;
光触媒活性组分由二氧化钛与钙钛矿型复合光催化剂AB1-xCxO3/TiO2构成,A、B、C均为金属元素,其中掺杂比x的取值范围为0至1,催化剂携带层以重量百分比计包括:二氧化钛与钙钛矿型复合光催化剂:5-15%,其余为具有微孔结构的复合吸附材料;
复合吸附材料以重量百分比计包括:硅藻土:30-50%,海泡石:25-45%,分子筛:25-35%,膨润土:5-10%,硅胶:0-10%,各组分之和等于100%,复合吸附材料的比表面积为320-360m2/g,平均孔径为80-110nm,孔容为0.85-1.15ml/g;
粘合层由氧化铝构成;
技术效果:
本发明中所述的可见光响应型光触媒滤网,滤网基材表面涂覆催化剂携带层,所述滤网基材与催化剂携带层之间具有粘合层,光触媒滤网携带层牢固,对滤网基材附着力强,不会对环境产生二次污染,可见光净化有效率高,同时,净化有效工作时间区间大大提高;
本发明将钙钛矿型物质引入锐钛矿二氧化钛纳米材料,使得光催化剂的能够用光谱从紫外光区扩展到可见光区,使其在可见光范围内能够产生光激发,产生电子-空穴对,提高了阳光的利用率,能够广泛应用于空气净化器光催化剂的工业生产中;
本发明中载体采用具有微孔结构的复合吸附材料,提高活性组分的分散,增加催化剂的净化能力;使用吸附剂型的载体不仅能够增加负载型材料的比表面积,使催化剂微粒分散,还能够使活性组分的反应接触面积增大;
通过复合吸附材料强大的吸附性能,使污染物富集到活性组分表面,增大了反应物浓度,且能够避免催化反应过程中的中间产物游离或挥发,从而有效保证了催化反应的快速进行;载体将掺杂钙钛矿型物质的纳米锐钛矿型二氧化钛固定在表面,对氧化催化剂的循环使用、节约、环保和增大经济效益有很重要的意义。
进一步的,前述的可见光响应型空气净化器光触媒滤网:
所述元素A为碱土元素、稀土元素或过渡元素中的一种;
所述元素B为过渡元素中的一种;
所述元素C为过渡元素中的一种。
前述的可见光响应型空气净化器光触媒滤网:
所述元素A为Sr、La、Nd、Gd、Ca、Cd、Pb中的一种;
所述元素B为Zr、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co中的一种;
所述元素C为Y、Ga、Cu中的一种。
本发明还设计了一种可见光响应型空气净化器光触媒滤网的制备方法,包括如下步骤:
按组分含量要求称取各组分并混合制得复合吸附材料,在100℃下干燥1.5小时,随后自然状况下冷却备用;
以金属元素A、B、C的硝酸盐为原料前驱体溶解于水中,其中金属元素A、B、C的硝酸盐的摩尔比为MA=MB+MC,得到混合盐溶液,首先在100-150℃下干燥6-10小时,随后在550-750℃下高温煅烧1-4小时后,得到钙钛矿型物质AB1-xCxO3
在氢氧化钛乳液中按摩尔比氢氧化钛:硫酸为1:0.005-0.100加入稀硫酸溶液,搅拌均匀后在超声波中震荡10-60分钟,制得酸化乳液;
所述稀硫酸溶液按体积比蒸馏水:硫酸为2-10:1配制;
所述氢氧化钛乳液按如下步骤制备:将氨水加入Ti(SO4)2溶液中,生成白色无定形的絮状沉淀进行过滤、洗涤后打浆制得;
在搅拌状态下,在制得的酸化氢氧化钛乳液中加入钙钛矿型物质,氢氧化钛的质量与加入的钙钛矿型物质的质量比为1:0.01-0.30,在超声波中震荡10-60分钟后,加入复合吸附材料,再在超声波中震荡10-60分钟后进行离心洗涤,离心洗涤完毕后倒掉上清液,并将沉淀物在150-350℃煅烧保温2-10小时,制得负载型光催化剂;
将负载型光催化剂加水进行球磨,球磨时加入拟薄水铝石,拟薄水铝石的加入量为负载型光催化剂质量的1-10%,得到浆料,将浆料涂覆在滤网基材上,并进行干燥和焙烧,即制得可见光响应型空气净化器光触媒滤网。
前述的可见光响应型空气净化器光触媒滤网的制备方法,球磨在球磨机中完成,球磨后的催化剂粒径为1-10μm,所述浆料中固含量为10-40%,所述水为去离子水。
前述的可见光响应型空气净化器光触媒滤网的制备方法,涂覆滤网基材前,向浆料中加入非离子表面活性剂,所述非离子表面活性剂包括但不限于聚乙烯醇非离子活性剂、聚氧乙烯型非离子表面活性剂,多元醇酯型非离子表面活性剂、烷基醇酰胺型非离子表面活性剂和非离子氟碳表面活性剂中的一种或多种;
聚氧乙烯型非离子表面活性剂包括高碳脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、 脂肪酸聚氧乙烯酯、脂肪酸聚乙二醇酯、聚氧乙烯胺、 聚氧乙烯酰胺和聚丙二醇的环氧乙烷加成物中的一种或多种;
所述多元醇酯型非离子表面活性剂选用失水山梨醇酯或蔗糖酯。
前述的可见光响应型空气净化器光触媒滤网的制备方法,所述非离子表面活性剂的加入量为负载型光催化剂质量的0.5-5%。
前述的可见光响应型空气净化器光触媒滤网的制备方法,所述涂覆在10-30℃下进行,并使浆料与滤网基材接触0.5-5分钟。
前述的可见光响应型空气净化器光触媒滤网的制备方法,所述干燥的温度为常温至300℃,干燥的时间为0.5小时以上;
烧的温度可以是400-800℃,焙烧的时间为0.5小时以上。
前述的可见光响应型空气净化器光触媒滤网的制备方法,在干燥和焙烧之前,用高压空气沿滤网基材的轴向进行单方向吹扫,高压空气的压力为5兆帕,流量为30升/分钟,至吹不出浆料完成操作。
本发明的有益效果为:采用超声波水浴法脱落实验,该光触媒滤网催化剂携带层的脱落率为0.015%;依据GBT 23761-2009对制得的光触媒滤网进行空气净化性能检测,催化剂携带层牢固,可见光净化效率高,净化有效工作时间区间大大提高,第240分钟,在可见光下乙醛降解分数高达68.5%;
由此可见,光触媒滤网携带层牢固,对滤网基材附着力强,不会对环境产生二次污染,可见光净化有效率高,同时,净化有效工作时间区间大大提高,获得了意想不到的技术效果,对甲醛、乙醛、挥发性有机溶剂、多环芳烃等有机污染物都有很好的去除效果;
吸附类载体的高比表面积和强吸附性,将污染物有效聚集于材料表面,在催化剂表面形成局部高浓度,大大提高了污染物与催化剂的接触几率,为催化剂的持续降解提供了保证。
催化剂携带层牢固度性能评价
采用超声波水浴法脱落实验,评价空气净化器光触媒滤网催化剂携带层的牢固度;
滤网涂覆前称重,记录重量W1,涂覆、干燥、焙烧后称重,记录重量W2,涂层涂覆量为W2-W1;
切割长为20厘米、宽10厘米的空气净化器光触媒滤网,记录重量W3,将滤网放入超声波清洗器中,加水至没过滤网表面2mm左右即可,盖上隔音板,超声15分钟,将滤网从超声波清洗器中拿出,轻轻甩干水后放入托盘中,将托盘放入500℃的马弗炉中煅烧一小时,一小时后拿出冷却至室温,将托盘放入干燥器中干燥15分钟拿出,使用分析天平称量干燥后的滤网,记录重量W4;
计算滤网催化剂携带层脱落的质量百分比为(W3-W4)/【W3*(W2-W1)/W2】*100%。
催化剂性能评价
本发明所设计的光触媒滤网的空气净化性能依据GBT 23761-2009进行检测,分别采用紫外光源和可见光源测试所得光催化剂的空气净化性能,利用FID检测反应器出口乙醛浓度。实施例1-3及比较例1制得的钙钛矿型空气净化光触媒滤网的乙醛降解实验结果见表1;
与传统的空气净化技术相比,催化剂活性组分采用可见光响应型二氧化钛与钙钛矿型复合光催化剂,涂覆浆料中加入了一系列表面活性剂和粘结剂,制备的光触媒滤网具有催化剂携带层牢固,对滤网基材附着力强的特点,有净化效率高、能耗小、无二次污染等优点,在可见光下具有良好光催化性能,能够用于空气净化器光触媒滤网的工业生产中。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供了一种可见光响应型空气净化器光触媒滤网,该滤网包括滤网基材,滤网基材表面涂覆催化剂携带层,所述滤网基材与催化剂携带层之间具有粘合层,催化剂携带层包括具有微孔结构的复合吸附材料及负载在复合吸附材料内的光触媒活性组分;
光触媒活性组分由LaFe0.95Cu0.05O3/TiO2构成,催化剂携带层以重量百分比计包括:LaFe0.95Cu0.05O3/TiO2:5%,具有微孔结构的复合吸附材料:95%,复合吸附材料的比表面积为320m2/g,平均孔径为85nm,孔容为0.85ml/g;
其制备方法为:以重量百分比计,称取复合吸附材料各组分原料,其中硅藻土:30%,海泡石:30%,分子筛:30%,硅胶5%,膨润土:5%;将称好的原料混合后,在 100℃下干燥1.5小时,然后自然状况下冷却备用;
以镧、铁、铜的硝酸盐为原料前驱体溶解于水中,将100mL浓度为0.1mol/L的硝酸镧溶液、95mL浓度为0.1mol/L的硝酸铁溶液和5mL浓度为0.1mol/L的硝酸铜溶液均匀混合,在110℃下干燥7小时,随后在600℃下煅烧4小时后,得到钙钛矿型物质LaFe0.95Cu0.05O3
在氢氧化钛乳液中按摩尔比氢氧化钛:硫酸为1:0.01加入稀硫酸溶液,搅拌均匀后在超声波中震荡40分钟,制得酸化乳液;稀硫酸溶液按体积比蒸馏水:稀硫酸溶液按体积比蒸馏水:硫酸为4:1配制;氢氧化钛乳液按如下步骤制备:将氨水加入Ti(SO4)2溶液中,生成白色无定形的絮状沉淀进行过滤、洗涤后打浆制得;
在搅拌状态下,在制得的酸化氢氧化钛乳液中按氢氧化钛与钙钛矿型物质的质量比为1:0.08加入钙钛矿型物质,在超声波中震荡30分钟后,加入复合吸附材料,再在超声波中震荡30分钟后,进行离心洗涤,离心洗涤完毕后倒掉上清液,并将沉淀物在250℃下煅烧保温7小时,制得LaFe0.95Cu0.05O3/TiO2含量为5%的负载型光催化剂;
将负载型光催化剂加去离子水进行球磨,球磨时,向浆料中加入拟薄水铝石,拟薄水铝石加入量为负载型光催化剂质量的3.0%,制得浆料中固含量为35%,随后湿法球磨至颗粒直径为6μm;
向浆料中加入聚氧乙烯醚溶液,溶液中聚氧乙烯醚的重量为负载型光催化剂质量的1.5%,搅拌均匀后在15℃下将浆料涂覆在镍基过滤网上,浆料与滤网接触时间为60秒,并用压力为5兆帕、 流量为30升/分钟的高压空气沿滤网端面吹扫至吹不出浆料为止,将催化剂放置 30分钟,随后在110℃下干燥6小时,最后在500℃下焙烧4小时,拟薄水铝石形成氧化铝粘合层,即得到可见光响应型空气净化器光触媒滤网,催化剂携带层占涂覆后滤网总重量的8%;
采用超声波水浴法脱落实验,该光触媒滤网催化剂携带层的脱落率为0.028%。
实施例2
本实施例提供了一种可见光响应型空气净化器光触媒滤网,该滤网包括滤网基材,滤网基材表面涂覆催化剂携带层,所述滤网基材与催化剂携带层之间具有粘合层,催化剂携带层包括具有微孔结构的复合吸附材料及负载在复合吸附材料内的光触媒活性组分;
光触媒活性组分由SrZr0.95Y0.05O3/TiO2构成,催化剂携带层以重量百分比计包括:SrZr0.95Y0.05O3/TiO2:15%,具有微孔结构的复合吸附材料:85%,复合吸附材料的比表面积为360m2/g,平均孔径为115nm,孔容为1.15ml/g;
其制备方法为:以重量百分比计,称取复合吸附材料各组分原料,其中硅藻土30%,海泡石30%,分子筛30%,硅胶5%,膨润土5%;将称好的原料混合后,在100℃下干燥1.5小时,然后自然状况下冷却备用;
以锶、锆、钇的硝酸盐为原料前驱体溶解于水中,将100mL浓度为0.1mol/L的硝酸锶溶液、95mL浓度为0.1mol/L的硝酸锆溶液和5mL浓度为0.1mol/L的硝酸钇溶液均匀混合,在120℃下干燥7小时,650℃下煅烧4小时后,得到钙钛矿型物质SrZr0.95Y0.05O3
在氢氧化钛乳液中按摩尔比氢氧化钛:硫酸为1:0.05加入稀硫酸溶液,搅拌均匀后在超声波中震荡20分钟,制得酸化乳液;稀硫酸溶液按体积比蒸馏水:硫酸为6:1配制;氢氧化钛乳液按如下步骤制备:将氨水加入Ti(SO4)2溶液中,生成白色无定形的絮状沉淀进行过滤、洗涤后打浆制得;
在搅拌状态下,在制得的酸化氢氧化钛乳液中按氢氧化钛与钙钛矿型物质的质量比为1:0.2加入钙钛矿型物质,在超声波中震荡30分钟后,加入复合吸附材料,再在超声波中震荡30分钟后,进行离心洗涤,离心洗涤完毕后倒掉上清液,并将沉淀物在300℃下煅烧保温6小时,制得SrZr0.95Y0.05O3/TiO2含量为15%的负载型光催化剂;
将负载型光催化剂加去离子水进行球磨,球磨时,向浆料中加入拟薄水铝石,拟薄水铝石加入量为负载型光催化剂质量的5.0%,制得浆料中固含量为30%,然后湿法球磨至颗粒直径为4μm;
向浆料中加入聚乙烯醇非离子活性剂溶液,溶液中聚乙烯醇非离子活性剂的质量为负载型光催化剂质量的2.5%,搅拌均匀后在15℃下将浆料涂覆在铝基过滤网上,浆料与滤网接触时间为60秒,并用压力为5兆帕、流量为30升/分钟的高压空气沿滤网端面吹扫至吹不出浆料为止,将催化剂放置 30分钟,随后在120℃下干燥6小时,最后在550℃下焙烧2小时,拟薄水铝石形成氧化铝粘合层,即得到可见光响应型空气净化器光触媒滤网,催化剂携带层占涂覆后滤网总重量的8%;
采用超声波水浴法脱落实验,该光触媒滤网催化剂携带层的脱落率为0.015%。
实施例3
本实施例提供了一种可见光响应型空气净化器光触媒滤网,该滤网包括滤网基材,所述滤网基材表面涂覆催化剂携带层,所述滤网基材与催化剂携带层之间具有粘合层,催化剂携带层包括具有微孔结构的复合吸附材料及负载在复合吸附材料内的光触媒活性组分;
光触媒活性组分由CaZr0.90Ga0.10O3/TiO2构成,催化剂携带层以重量百分比计包括:CaZr0.90Ga0.10O3/TiO2:10%,具有微孔结构的复合吸附材料:90%,复合吸附材料的比表面积为340m2/g,平均孔径为95nm,孔容为1.05ml/g;
其制备方法为:以重量百分比计,称取复合吸附材料各组分原料,其中硅藻土35%,海泡石25%,分子筛30%,膨润土10%;将称好的原料混合后,在100℃下干燥1.5小时,然后自然状况下冷却备用;
以钙、锆、镓的硝酸盐为原料前驱体溶解于水中,将100mL浓度为0.1mol/L的硝酸钙溶液、90mL浓度为0.1mol/L的硝酸锆溶液和10mL浓度为0.1mol/L的硝酸镓溶液均匀混合,在130℃下干燥6小时,随后在750℃下煅烧2小时后,得到钙钛矿型物质CaZr0.90Ga0.10O3
在氢氧化钛乳液中按摩尔比氢氧化钛:硫酸为1:0.05加入稀硫酸溶液,搅拌均匀后在超声波中震荡20分钟,制得酸化乳液;稀硫酸溶液按体积比蒸馏水:硫酸为8:1配制;氢氧化钛乳液按如下步骤制备:将氨水加入Ti(SO4)2溶液中,生成白色无定形的絮状沉淀进行过滤、洗涤后打浆制得;
在搅拌状态下,在制得的酸化氢氧化钛乳液中按氢氧化钛与钙钛矿型物质的质量比为1:0.1加入钙钛矿型物质,在超声波中震荡30分钟后,加入复合吸附材料,再在超声波中震荡30分钟后,进行离心洗涤,离心洗涤完毕后倒掉上清液,并将沉淀物在200℃下煅烧保温8小时,制得CaZr0.90Ga0.10O3/TiO2含量为10%的负载型光催化剂;
将负载型光催化剂加去离子水进行球磨,球磨时,向浆料中加入拟薄水铝石,拟薄水铝石加入量为负载型光催化剂质量的4.0%,制得浆料中固含量为35%,然后湿法球磨至颗粒直径为5μm;
向浆料中加入聚氧乙烯酰胺非离子活性剂溶液,溶液中聚氧乙烯酰胺非离子活性剂的质量为负载型光催化剂质量的2.0%,搅拌均匀后在15℃下将浆料涂覆在金属发泡材料过滤网上,浆料与滤网接触时间为60秒,并用压力为5兆帕、 流量为30升/分钟的高压空气沿滤网端面吹扫至吹不出浆料为止,然后将催化剂放置30分钟,随后在120℃下干燥6小时,最后在600℃下焙烧1.5小时,拟薄水铝石形成氧化铝粘合层,即得到可见光响应型空气净化器光触媒滤网,催化剂携带层占涂覆后滤网总重量的8%;
采用超声波水浴法脱落实验,该光触媒滤网催化剂携带层的脱落率为0.023%。
比较例1
空气净化器光触媒滤网制备过程中浆料球磨时不加入拟薄水铝石,其余步骤如实施例1,采用超声波水浴法脱落实验,该光触媒滤网催化剂携带层的脱落率为0.108%。
表1 可见光响应型空气净化器光触媒滤网的净化效果
由表1能够明显看出,可见光响应型空气净化器光触媒滤网携带层牢固,对滤网基材附着力强,净化有效率高,同时,净化有效工作时间区间大大提高,获得了意想不到的技术效果,对甲醛、乙醛、挥发性有机溶剂、多环芳烃等有机污染物都有很好的去除效果。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想,不能以此限定本发明的保护范围,凡是按照本发明提出的技术思想,在技术方案基础上所做的任何改动,均落入本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可见光响应型空气净化器光触媒滤网,其特征在于,包括滤网基材,所述滤网基材表面涂覆催化剂携带层,所述滤网基材与催化剂携带层之间具有粘合层,所述催化剂携带层包括具有微孔结构的复合吸附材料及负载在复合吸附材料内的光触媒活性组分;
所述光触媒活性组分由二氧化钛与钙钛矿型复合光催化剂AB1-xCxO3/TiO2构成,A、B、C均为金属元素,其中掺杂比x的取值范围为0至1,催化剂携带层以重量百分比计包括:二氧化钛与钙钛矿型复合光催化剂:5-15%,其余为具有微孔结构的复合吸附材料,复合吸附材料的比表面积为320-360m2/g,平均孔径为80-110nm,孔容为0.85-1.15ml/g;
所述复合吸附材料以重量百分比计包括:硅藻土:30-50%,海泡石:25-45%,分子筛:25-35%,膨润土:5-10%,硅胶:0-10%,各组分之和等于100%;
所述粘合层由氧化铝构成。
2.根据权利要求1所述的可见光响应型空气净化器光触媒滤网,其特征在于:
所述元素A为碱土元素、稀土元素或过渡元素中的一种;
所述元素B为过渡元素中的一种;
所述元素C为过渡元素中的一种。
3.根据权利要求1或2所述的可见光响应型空气净化器光触媒滤网,其特征在于:
所述元素A为Sr、La、Nd、Gd、Ca、Cd、Pb中的一种;
所述元素B为Zr、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co中的一种;
所述元素C为Y、Ga、Cu中的一种。
4.根据权利要求1-3中任意一项权利要求所述的可见光响应型空气净化器光触媒滤网的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
按组分含量要求称取各组分并混合制得复合吸附材料,在100℃下干燥1.5小时,随后自然状况下冷却备用;
以金属元素A、B、C的硝酸盐为原料前驱体溶解于水中,其中金属元素A、B、C的硝酸盐的摩尔比为MA=MB+MC,得到混合盐溶液,首先在100-150℃下干燥6-10小时,随后在550-750℃下高温煅烧1-4小时后,得到钙钛矿型物质AB1-xCxO3
在氢氧化钛乳液中按摩尔比氢氧化钛:硫酸为1:0.005-0.100加入稀硫酸溶液,搅拌均匀后在超声波中震荡10-60分钟,制得酸化乳液;
所述稀硫酸溶液中按体积比,蒸馏水:硫酸为2-10:1;
所述氢氧化钛乳液按如下步骤制备:将氨水加入Ti(SO4)2溶液中,生成白色无定形的絮状沉淀进行过滤、洗涤后打浆制得;
在搅拌状态下,在制得的酸化氢氧化钛乳液中加入钙钛矿型物质,氢氧化钛的质量与加入的钙钛矿型物质的质量比为1:0.01-0.30,在超声波中震荡10-60分钟后,加入复合吸附材料,再在超声波中震荡10-60分钟后进行离心洗涤,离心洗涤完毕后倒掉上清液,并将沉淀物在150-350℃煅烧保温2-10小时,制得负载型光催化剂;
将负载型光催化剂加水进行球磨,球磨时加入拟薄水铝石,拟薄水铝石的加入量为负载型光催化剂质量的1-10%,得到浆料,将浆料涂覆在滤网基材上,并进行干燥和焙烧,即制得可见光响应型空气净化器光触媒滤网。
5.根据权利要求4所述的可见光响应型空气净化器光触媒滤网的制备方法,其特征在于,球磨在球磨机中完成,球磨后的催化剂粒径为1-10μm,所述浆料中固含量为10-40%,所述水为去离子水。
6.根据权利要求4所述的可见光响应型空气净化器光触媒滤网的制备方法,其特征在于,涂覆滤网基材前,向浆料中加入非离子表面活性剂,所述非离子表面活性剂包括但不限于聚乙烯醇非离子活性剂、聚氧乙烯型非离子表面活性剂,多元醇酯型非离子表面活性剂、烷基醇酰胺型非离子表面活性剂和非离子氟碳表面活性剂中的一种或多种;
所述聚氧乙烯型非离子表面活性剂包括高碳脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、 脂肪酸聚氧乙烯酯、脂肪酸聚乙二醇酯、聚氧乙烯胺、 聚氧乙烯酰胺和聚丙二醇的环氧乙烷加成物中的一种或多种;
所述多元醇酯型非离子表面活性剂选用失水山梨醇酯或蔗糖酯。
7.根据权利要求6所述的可见光响应型空气净化器光触媒滤网的制备方法,其特征在于,所述非离子表面活性剂的加入量为负载型光催化剂质量的0.5-5%。
8.根据权利要求4所述的可见光响应型空气净化器光触媒滤网的制备方法,其特征在于,所述涂覆在10-30℃下进行,并使浆料与滤网基材接触0.5-5分钟。
9.根据权利要求4所述的可见光响应型空气净化器光触媒滤网的制备方法,其特征在于,所述干燥的温度为常温至300℃,干燥的时间为0.5小时以上;
所述焙烧的温度可以是400-800℃,焙烧的时间为0.5小时以上。
10.根据权利要求4所述的可见光响应型空气净化器光触媒滤网的制备方法,其特征在于,在干燥和焙烧之前,用高压空气沿滤网基材的轴向进行单方向吹扫,高压空气的压力为5兆帕,流量为30升/分钟,至吹不出浆料即完成操作。
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