CN109012169B - 一种空气净化材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种空气净化材料的制备方法，属于空气净化材料领域，包括下述工艺步骤：将二氧化硅球分别在盐酸溶液和三氯化铁溶液中预处理；以偏钒酸钠、磷酸二氢钠并调节其pH值，后加入Span‑60和十六烷基三甲基氯化铵制备钒溶液；将预处理二氧化硅球和钒溶液进行水热合成反应，并经干燥和煅烧后制得空气净化材料。该材料以二氧化硅球为基体，在二氧化硅球上包覆钒酸铁光催化剂，比表面积大，抗压强度高，能够去除室内空气中的各种挥发性有机污染物。

Description

一种空气净化材料的制备方法
技术领域
本发明属于空气净化材料领域，具体涉及一种空气净化材料的制备方法。
背景技术
室内空气污染为人们所广泛关注，也是必须要认真解决的一个重要环境问题。常规的处理方法包括吸附和氧化等方式，其中吸附只是单纯的将室内空气中的污染物吸附在吸附剂上，并不能对污染物进行降解处理。室内空气中主要的污染物是包括苯系物和甲醛在内的挥发性有机物，它们由室内装修产生并难以在短时间内完全清除。这是因为很多可挥发性有机污染物存在着缓慢释放的过程，其释放周期可以长达数年。由于单纯的吸附作用不能起到分解有机物的目的，并且所有的吸附剂都有饱和吸附量，在吸附饱和后即不具有继续吸附的能力。为了解决这一问题，可以采用近来受到重点研究的光催化净化技术，通过光照产生的强氧化性物质来氧化分解有机污染物，从而可以不间断地净化空气中的有机污染物。为了达到这一目的，需要制备高效的光催化材料，在室内光线照射下具有极强的氧化能力，能够去除室内空气中的各种挥发性有机污染物。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明旨在提供一种空气净化材料的制备方法，可以在光照下有效分解空气中的各种可挥发性有机污染物，适用于各种空气污染净化领域。
一种空气净化材料的制备方法，包括以下制备步骤：
步骤1：预处理二氧化硅球。
1.1 将30g二氧化硅球与500 mL的0.2mol/L盐酸溶液混合，加热至85℃， 保温120min，冷却，过滤，得固体物A。
1.2 将固体物A与300mL的0.05mol/L三氯化铁溶液混合，加热至70℃，保温180min，冷却，过滤，得固体物B。
1.3 将固体物B在90℃干燥12h，得到预处理二氧化硅球。
步骤2：配制钒溶液。
2.1 在280~330mL去离子水中依次加入10~16g偏钒酸钠、7~9g磷酸二氢钠，搅拌至完全溶解，形成溶液A。
2.2 在搅拌下向溶液A中滴加1mol/L盐酸溶液，至溶液pH值为5.5，形成溶液B。
2.3 向溶液B中加入5~7g乳化剂Span-60和6~9g十六烷基三甲基氯化铵，搅拌至完全溶解，制得钒溶液。
步骤3：水热合成。
将预处理二氧化硅球和钒溶液混合均匀，移入不锈钢水热反应釜，在160~180℃反应50h，冷却，过滤，得固体物C。
步骤4：热定型。
将固体物C在90℃干燥10h，然后在560~750℃煅烧5h，冷却至室温，即制得空气净化材料。
所述二氧化硅球直径3~8mm，密度2.3~2.6g/cm3，抗压强度5.3×105~5.9×105Pa，比表面积80~120m2/g。
一种空气净化材料的制备方法，所制备的空气净化材料具备如下技术特征：
(1) 空气净化材料以二氧化硅球为基体，在二氧化硅球上包覆钒酸铁光催化剂，钒酸铁层厚度为0.6~0.8μm。
(2) 空气净化材料直径3~8mm，密度2.4~2.7g/cm3，抗压强度5.2×105~5.8×105Pa，比表面积150~210m2/g。
将二氧化硅球分别在盐酸溶液和三氯化铁溶液中预处理；以偏钒酸钠、磷酸二氢钠并调节其pH值，后加入Span-60和十六烷基三甲基氯化铵制备钒溶液；将预处理二氧化硅球和钒溶液进行水热合成反应，并经干燥和煅烧后制得空气净化材料。该材料以二氧化硅球为基体，在二氧化硅球上包覆钒酸铁光催化剂，比表面积大，抗压强度高，能够去除室内空气中的各种挥发性有机污染物。
其优点在于：
通过对二氧化硅球的预处理过程，不仅提高了二氧化硅球表面的粗糙度，也提高了表面羟基的活性，同时在二氧化硅球表面置换了铁离子。通过后续的水热合成过程，在二氧化硅球表面反应生成牢固的钒酸铁活性光催化剂薄层。该空气净化材料比表面积大，抗压强度高，在室内光线照射下具有氧化能力，能够去除室内空气中的各种挥发性有机污染物。
具体实施方式
实施例1
一种空气净化材料的制备方法，主要包括以下步骤：
步骤1：预处理二氧化硅球。
1.1 将30g二氧化硅球与500 mL的0.2mol/L盐酸溶液混合，加热至85℃，保温120min，冷却，过滤，得固体物A。
1.2 将固体物A与300mL的0.05mol/L三氯化铁溶液混合，加热至70℃，保温180min，冷却，过滤，得固体物B。
1.3 将固体物B在90℃干燥12h，得到预处理二氧化硅球。
步骤2：配制钒溶液。
2.1 在280mL去离子水中依次加入10g偏钒酸钠、7g磷酸二氢钠，搅拌至完全溶解，形成溶液A。
2.2 在搅拌下向溶液A中滴加1mol/L盐酸溶液，至溶液pH值为5.5，形成溶液B。
2.3 向溶液B中加入5g乳化剂Span-60和6g十六烷基三甲基氯化铵，搅拌至完全溶解，制得钒溶液。
步骤3：水热合成。
将预处理二氧化硅球和钒溶液混合均匀，移入不锈钢水热反应釜，在160℃反应50h，冷却，过滤，得固体物C。
步骤4：热定型。
将固体物C在90℃干燥10h，然后在560℃煅烧5h，冷却至室温，即制得空气净化材料。
所述二氧化硅球直径3mm，密度2.6g/cm3，抗压强度5.9×105Pa，比表面积120m2/g。
所制备的空气净化材料具备如下技术特征：
(1) 空气净化材料以二氧化硅球为基体，在二氧化硅球上包覆钒酸铁光催化剂，钒酸铁层厚度为0.6μm。
(2) 空气净化材料直径3mm，密度2.7g/cm3，抗压强度5.8×105Pa，比表面积210m2/g。
实施例2
一种空气净化材料的制备方法，主要包括以下步骤：
步骤1：预处理二氧化硅球。
1.1 将30g二氧化硅球与500 mL的0.2mol/L盐酸溶液混合，加热至85℃，保温120min，冷却，过滤，得固体物A。
1.2 将固体物A与300mL的0.05mol/L三氯化铁溶液混合，加热至70℃，保温180min，冷却，过滤，得固体物B。
1.3 将固体物B在90℃干燥12h，得到预处理二氧化硅球。
步骤2：配制钒溶液。
2.1 在310mL去离子水中依次加入13g偏钒酸钠、8g磷酸二氢钠，搅拌至完全溶解，形成溶液A。
2.2 在搅拌下向溶液A中滴加1mol/L盐酸溶液，至溶液pH值为5.5，形成溶液B。
2.3 向溶液B中加入6g乳化剂Span-60和7g十六烷基三甲基氯化铵，搅拌至完全溶解，制得钒溶液。
步骤3：水热合成。
将预处理二氧化硅球和钒溶液混合均匀，移入不锈钢水热反应釜，在170℃反应50h，冷却，过滤，得固体物C。
步骤4：热定型。
将固体物C在90℃干燥10h，然后在620℃煅烧5h，冷却至室温，即制得空气净化材料。
所述二氧化硅球直径6mm，密度2.4g/cm3，抗压强度5.6×105Pa，比表面积100m2/g。
所制备的空气净化材料具备如下技术特征：
(1) 空气净化材料以二氧化硅球为基体，在二氧化硅球上包覆钒酸铁光催化剂，钒酸铁层厚度为0.7μm。
(2) 空气净化材料直径6mm，密度2.5g/cm3，抗压强度大于5.5×105Pa，比表面积185m2/g。
实施例3
一种空气净化材料的制备方法，主要包括以下步骤：
步骤1：预处理二氧化硅球。
1.1 将30g二氧化硅球与500 mL的0.2mol/L盐酸溶液混合，加热至85℃，保温120min，冷却，过滤，得固体物A。
1.2 将固体物A与300mL的0.05mol/L三氯化铁溶液混合，加热至70℃，保温180min，冷却，过滤，得固体物B。
1.3 将固体物B在90℃干燥12h，得到预处理二氧化硅球。
步骤2：配制钒溶液。
2.1 在330mL去离子水中依次加入16g偏钒酸钠、9g磷酸二氢钠，搅拌至完全溶解，形成溶液A。
2.2 在搅拌下向溶液A中滴加1mol/L盐酸溶液，至溶液pH值为5.5，形成溶液B。
2.3 向溶液B中加入7g乳化剂Span-60和9g十六烷基三甲基氯化铵，搅拌至完全溶解，制得钒溶液。
步骤3：水热合成。
将预处理二氧化硅球和钒溶液混合均匀，移入不锈钢水热反应釜，在180℃反应50h，冷却，过滤，得固体物C。
步骤4：热定型。
将固体物C在90℃干燥10h，然后在750℃煅烧5h，冷却至室温，即制得空气净化材料。
所述二氧化硅球直径8mm，密度2.3g/cm3，抗压强度5.3×105Pa，比表面积80m2/g。
所制备的空气净化材料具备如下技术特征：
(1) 空气净化材料以二氧化硅球为基体，在二氧化硅球上包覆钒酸铁光催化剂，钒酸铁层厚度为0.8μm。
(2) 空气净化材料直径8mm，密度2.4g/cm3，抗压强度5.2×105Pa，比表面积150m2/g。

Claims (2)

1.一种空气净化材料的制备方法，其特征在于包括以下制备步骤：
步骤1：预处理二氧化硅球；
1.1 将30g二氧化硅球与500 mL的0.2mol/L盐酸溶液混合，加热至85℃，保温120min，冷却，过滤，得固体物A；
1.2 将固体物A与300mL的0.05mol/L三氯化铁溶液混合，加热至70℃，保温180min，冷却，过滤，得固体物B；
1.3 将固体物B在90℃干燥12h，得到预处理二氧化硅球。
步骤2：配制钒溶液；
2.1 在280~330mL去离子水中依次加入10~16g偏钒酸钠、7~9g磷酸二氢钠，搅拌至完全溶解，形成溶液A；
2.2 在搅拌下向溶液A中滴加1mol/L盐酸溶液，至溶液pH值为5.5，形成溶液B；
2.3 向溶液B中加入5~7g乳化剂Span-60和6~9g十六烷基三甲基氯化铵，搅拌至完全溶解，制得钒溶液。
步骤3：水热合成；
将预处理二氧化硅球和钒溶液混合均匀，移入不锈钢水热反应釜，在160~180℃反应50h，冷却，过滤，得固体物C；
步骤4：热定型；
将固体物C在90℃干燥10h，然后在560~750℃煅烧5h，冷却至室温，即制得空气净化材料。
2.根据权利要求1所述的一种空气净化材料的制备方法，其特征在于：所述30g二氧化硅球直径3~8mm，密度2.3~2.6g/cm3，抗压强度5.3×105~5.9×105Pa，比表面积80~120m2/g。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102583570A (zh) * 2012-02-24 2012-07-18 陕西科技大学 一种微波水热法合成三斜相FeVO4粉体的方法
CN102989467A (zh) * 2012-12-13 2013-03-27 中国科学院生态环境研究中心 一种氧化钛负载型钒酸铁催化剂、制备方法及其用途
CN103316685A (zh) * 2013-05-20 2013-09-25 东莞上海大学纳米技术研究院 一种低维纳米结构钒酸铁脱硝催化剂、制备方法及应用
CN103586042A (zh) * 2013-11-05 2014-02-19 陕西科技大学 一种α-Fe2O3/FeVO4 复合光催化剂及其制备方法和应用
WO2016188989A1 (en) * 2015-05-26 2016-12-01 Treibacher Industrie Ag Process for the preparation of titania/metal vanadate based catalyst compositions
CN107892334A (zh) * 2017-11-29 2018-04-10 陕西高华知本化工科技有限公司 纳米矾酸铁的制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102583570A (zh) * 2012-02-24 2012-07-18 陕西科技大学 一种微波水热法合成三斜相FeVO4粉体的方法
CN102989467A (zh) * 2012-12-13 2013-03-27 中国科学院生态环境研究中心 一种氧化钛负载型钒酸铁催化剂、制备方法及其用途
CN103316685A (zh) * 2013-05-20 2013-09-25 东莞上海大学纳米技术研究院 一种低维纳米结构钒酸铁脱硝催化剂、制备方法及应用
CN103586042A (zh) * 2013-11-05 2014-02-19 陕西科技大学 一种α-Fe2O3/FeVO4 复合光催化剂及其制备方法和应用
WO2016188989A1 (en) * 2015-05-26 2016-12-01 Treibacher Industrie Ag Process for the preparation of titania/metal vanadate based catalyst compositions
CN107892334A (zh) * 2017-11-29 2018-04-10 陕西高华知本化工科技有限公司 纳米矾酸铁的制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Eu/FeVO_4新型光催化剂的制备及其光催化性能;王敏等;《中国稀土学报》;20100215(第01期);27-32页 *
纳米FeVO_4的制备及其可见光下降解甲苯的性能;李思佳等;《化工环保》;20150415(第02期);182-186页 *

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