CN106140236A - 一种用于室内空气净化器中的新型光催化网的制备方法及应用 - Google Patents

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丁建飞
陈桂太
胡庆春
王新
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Abstract

本发明涉及利用光催化反应对室内空气中的有害气体进行净化处理，并具有灭菌作用的空气净化器中所用的光催化网的制备方法，其特征在于制备方法如下：分别将七水合硫酸锌和碳酸钠配成水溶液，碳酸钠和七水合硫酸锌的摩尔比为1.1～1.5之间，将配好的碳酸钠水溶液加热，搅拌，当温度达到30～55℃时，开始向其中滴加七水合硫酸锌溶液，滴定完毕后，老化，静置2-3小时，然后将碳化硅泡沫陶瓷浸渍于反应容器中，抽提1-3次，每次浸渍时间为5-10min，最后将浸渍后的碳化硅泡沫陶瓷放入马弗炉，在350-450℃，氩气氛下焙烧1-2h，得到附有纳米氧化锌光催化剂的三维蜂窝碳化硅泡沫陶瓷。

Description

一种用于室内空气净化器中的新型光催化网的制备方法及应用
技术领域：
本发明涉及一种利用光催化反应对室内空气中的有害气体进行净化处理，并具有灭菌作用的空气净化器中所用的光催化网的制备方法及其应用。
技术背景：
随着人们生活水平的不断提高，家居装饰条件日益改善，但随之而来的是室内空气污染越来越重。由建筑材料、装饰材料、家具、家电等释放出来的挥发性有机物，例如甲醛、苯、氯乙烯等有毒气体和致癌物质；日常生活用品中滋生的多种细菌、霉菌和螨虫，附在灰尘颗粒上随空气传播；人体自身所产生的有害物质以及浴厕的氨味，都会对空气造成严重污染，对人体健康不利。近年来，随着纳米科学技术的迅速发展，市场上利用纳米光催化反应来净化室内空气的光催化空气净化器也越来越多，但是现有的光催化空气净化器普遍存在的问题是催化剂的量较少，且催化剂与载体之间的作用力较弱，从而导致净化效率降低，而为了提高净化效率，就必须使用多个光催化组件和多个紫外光源，其能耗、生产成本较高，消费者很难接受，市场销量不乐观。
为了解决现有光催化空气净化器光催化网存在的问题，即催化剂的量较少，且催化剂与载体之间的作用力较弱，能耗及生产成本高等问题，本发明提供一种光催化剂负载量多，与载体作用力强，净化效率高，且能耗及生产成本低的空气净化器光催化网。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：光催化网由一个三维蜂窝碳化硅泡沫陶瓷组成，三维蜂窝碳化硅泡沫陶瓷设置有蜂窝状平行通道，平行通道的表面附有光催化剂。采用浸渍沉淀法将纳米氧化锌光催化剂负载于蜂窝陶瓷，为了达到光催化剂在载体表面分布均匀且负载量大的目的，在过程中加入了竞争吸附剂。纳米氧化锌光催化剂的三维蜂窝碳化硅泡沫陶瓷制备工艺如下：分别将七水合硫酸锌(ZnSO4·7H2O)和碳酸钠(Na2CO3)配成水溶液，碳酸钠和七水合硫酸锌的摩尔比为1.1～1.5之间，将配好的碳酸钠水溶液加热，搅拌，当温度达到30～55℃时，开始向其中滴加七水合硫酸锌溶液，滴定完毕后，老化，静置2-3小时，然后将碳化硅泡沫陶瓷浸渍于反应容器中，抽提1-3次，每次浸渍时间为5-10min，最后将浸 渍后的碳化硅泡沫陶瓷放入马弗炉，在350-450℃，氩气氛下焙烧1-2h，得到附有纳米氧化锌光催化剂的三维蜂窝碳化硅泡沫陶瓷。
具体实施方式
实施例1：
将摩尔比为1.1的七水合硫酸锌和碳酸钠分别配成水溶液，首先将配好的碳酸钠水溶液加热，搅拌，当温度达到35℃时，开始向其中滴加七水合硫酸锌溶液，滴定完毕后，老化，静置2小时，然后将碳化硅泡沫陶瓷浸渍于反应容器中，抽提1次，浸渍时间为6min，最后将浸渍后的碳化硅泡沫陶瓷放入马弗炉，在360℃，氩气氛下焙烧1h，得到附有纳米氧化锌光催化剂的三维蜂窝碳化硅泡沫陶瓷，并对室内甲醛进行光催化降解实验，甲醛净化效率为85.8％。
实施例2：
将摩尔比为1.3的七水合硫酸锌和碳酸钠分别配成水溶液，首先将配好的碳酸钠水溶液加热，搅拌，当温度达到45℃时，开始向其中滴加七水合硫酸锌溶液，滴定完毕后，老化，静置3小时，然后将碳化硅泡沫陶瓷浸渍于反应容器中，抽提2次，浸渍时间为5min，最后将浸渍后的碳化硅泡沫陶瓷放入马弗炉，在400℃，氩气氛下焙烧1h，得到附有纳米氧化锌光催化剂的三维蜂窝碳化硅泡沫陶瓷，并对室内甲醛进行光催化降解实验，甲醛净化效率为93.5％。
实施例3：
将摩尔比为1.4的七水合硫酸锌和碳酸钠分别配成水溶液，首先将配好的碳酸钠水溶液加热，搅拌，当温度达到30℃时，开始向其中滴加七水合硫酸锌溶液，滴定完毕后，老化，静置1小时，然后将碳化硅泡沫陶瓷浸渍于反应容器中，抽提3次，浸渍时间为8min，最后将浸渍后的碳化硅泡沫陶瓷放入马弗炉，在450℃，氩气氛下焙烧2h，得到附有纳米氧化锌光催化剂的三维蜂窝碳化硅泡沫陶瓷，并对室内甲醛进行光催化降解实验，甲醛净化效率为88.3％。
实施例4：
将摩尔比为1.5的七水合硫酸锌和碳酸钠分别配成水溶液，首先将配好的碳酸钠水溶液加热，搅拌，当温度达到55℃时，开始向其中滴加七水合硫酸锌溶液，滴定完毕后，老化，静置2小时，然后将碳化硅泡沫陶瓷浸渍于反应容器中，抽提2次，浸渍时间为10min，最后将浸渍后的碳化硅泡沫陶瓷放入马弗炉，在350℃，氩气氛下焙烧2h，得到附有纳米氧化锌光催化剂的三维蜂窝碳化硅泡沫陶瓷，并对室内甲醛进行光催化降解实验，甲醛净化效率为87.1％。

Claims (8)

1.一种用于光催化室内空气净化器中的新型光催化网的制备方法，其特征是具有如下工艺流程：分别将一定摩尔比的七水合硫酸锌和碳酸钠配成水溶液，将配好的碳酸钠水溶液加热，搅拌，当达到一定加热温度时，开始向其中滴加七水合硫酸锌溶液，滴定完毕后，老化，静置，然后将碳化硅泡沫陶瓷浸渍于反应容器中，抽提数次，每次浸渍一定时间，最后将浸渍后的碳化硅泡沫陶瓷放入马弗炉，在一定焙烧温度和氩气氛条件下焙烧一定时间，得到附有纳米氧化锌光催化剂的三维蜂窝碳化硅泡沫陶瓷。
2.根据权利要求1所述的用于光催化室内空气净化器中的新型光催化网的制备方法，其特征在于，七水合硫酸锌和碳酸钠的摩尔比为1.1～1.5。
3.根据权利要求1所述的用于光催化室内空气净化器中的新型光催化网的制备方法，其特征在于，碳酸钠水溶液加热温度为30～55℃。
4.根据权利要求1所述的用于光催化室内空气净化器中的新型光催化网的制备方法，其特征在于，滴加七水合硫酸锌溶液后，静置时间为2～3h。
5.根据权利要求1所述的用于光催化室内空气净化器中的新型光催化网的制备方法，其特征在于，碳化硅泡沫陶瓷浸渍于反应容器中，抽提数为1～3次。
6.根据权利要求1所述的用于光催化室内空气净化器中的新型光催化网的制备方法，其特征在于，碳化硅泡沫陶瓷浸渍于反应容器中的时间为5～10min。
7.根据权利要求1所述的用于光催化室内空气净化器中的新型光催化网的制备方法，其特征在于，浸渍后的碳化硅泡沫陶瓷放入马弗炉焙烧温度为350～450℃。
8.根据权利要求1所述的用于光催化室内空气净化器中的新型光催化网的制备方法，其特征在于，浸渍后的碳化硅泡沫陶瓷放入马弗炉焙烧时间为1～2h。
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