CN110354836A - 无光催化的暗触媒材料及其制备方法 - Google Patents

无光催化的暗触媒材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明适用于环保技术领域,提供了一种无光催化的暗触媒材料的制备方法,包括以下步骤:A、将放电材料按照预定比例混合均;B、按照重量比加入碳酸溶液;C、在步骤B中的混合溶液中喷淋硫酸锌溶液并搅拌均匀;D、在步骤C中的混合溶液中喷淋硫酸钛溶液并搅拌均匀;E、将步骤D中的混合溶液在恒温下反应0.5~3h;F、将步骤E中反应完的混合溶液移到煅烧炉内煅烧0.5~3h;G、将步骤F中煅烧完的物料进行降温处理,降温至室温后研磨既得暗触媒材料。本发明还提供一种按上述方法制备的暗触媒材料。借此,本发明可以增加暗触媒的催化强度和效率,降低了生产过程对环境的影响和对能源的消耗。

Description

无光催化的暗触媒材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及环保技术领域,尤其涉及一种无光催化的暗触媒材料及其制备方法。
背景技术
背景技术现在室内装修污染越来越厉害,随着人们生活档次的提高人们的装修和对环境的污染越来越厉害,现阶段处理室内污染和水污染的方法主要是采用光触媒材料来净化处理,光触媒材料的弊端是需要紫外光的照才能产生电子偏移起到催化作用,虽然现阶段采用的技术可以将光触媒利用的波长从紫外光扩展到可见光,大大延长了光触媒的光波利用率,但是光照的时间仅仅局限在白天,晚上的时间没有光照光催化反应也就停止了。
综上可知,现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷,所以有必要加以改进。
发明内容
针对上述的缺陷,本发明的目的在于提供一种无光催化的暗触媒材料,其可以增加暗触媒的催化强度和效率,降低生产过程对环境的影响和对能源的消耗。
为了实现上述目的,本发明提供一种无光催化的暗触媒材料的制备方法,包括以下步骤:
A、将放电材料按照预定比例混合均匀后沾附在纳米材料上;
B、按照重量比为1:(0.1~2)的比例加入碳酸溶液,所述碳酸溶液含量为0.1~10mol/L;
C、在步骤B中的混合溶液中喷淋1~10份的硫酸锌溶液并搅拌均匀,所述硫酸锌溶液含量为0.1-10mol/L;
D、在步骤C中的混合溶液中喷淋1~20份的硫酸钛溶液并搅拌均匀,所述硫酸钛溶液含量为0.1-10mol/L;
E、将步骤D中的混合溶液在恒温下反应0.5~3h;
F、将步骤E中反应完的混合溶液移到煅烧炉内煅烧0.5~3h,煅烧温度为300~800°;
G、将步骤F中煅烧完的物料进行降温处理,降温至室温后研磨既得暗触媒材料。
根据本发明的无光催化的暗触媒材料的制备方法,所述放电材料包括以下物质:硅藻土粉、硅藻页岩粉、电气石粉、独居石粉、长石粉、伊利石粉、锆石粉、云母粉、纳米石墨烯粉。
根据本发明的无光催化的暗触媒材料的制备方法,所述硅藻土粉、硅藻页岩粉、电气石粉、独居石粉、长石粉、伊利石粉、锆石粉、云母粉、纳米石墨烯粉各需1份。
根据本发明的无光催化的暗触媒材料的制备方法,所述碳酸溶液为碳酸铵或碳酸氢氨水溶液,所述放电材料与碳酸溶液的重量比为1:0.5。
根据本发明的无光催化的暗触媒材料的制备方法,所述碳酸溶液含量为0.5mol/L。
根据本发明的无光催化的暗触媒材料的制备方法,所述硫酸锌溶液和硫酸钛溶液含量均为0.5mol/L,所需份量均为3份。
根据本发明的无光催化的暗触媒材料的制备方法,所述步骤D中反应温度为50°,反应时间为2.5h。
根据本发明的无光催化的暗触媒材料的制备方法,所述煅烧炉内温度为400°,煅烧时间为2h。
一种采用上述制备方法制备的暗触媒材料。
本发明提供了一种无光催化的暗触媒材料的制备方法,包括以下步骤:
A、将放电材料按照预定比例混合均匀后沾附在纳米材料上;
B、按照重量比为1:(0.1~2)的比例加入碳酸溶液,所述碳酸溶液含量为0.1~10mol/L;
C、在步骤B中的混合溶液中喷淋1~10份的硫酸锌溶液并搅拌均匀,所述硫酸锌溶液含量为0.1-10mol/L;
D、在步骤C中的混合溶液中喷淋1~20份的硫酸钛溶液并搅拌均匀,所述硫酸钛溶液含量为0.1-10mol/L;
E、将步骤D中的混合溶液在恒温下反应0.5~3h;
F、将步骤E中反应完的混合溶液移到煅烧炉内煅烧0.5~3h,煅烧温度为300~800°;
G、将步骤F中煅烧完的物料进行降温处理,降温至室温后研磨既得暗触媒材料。
本发明的有益效果:本发明制得的无光暗触媒材料,采用天然具有离子交换能力和产生电荷的材料,利用放电材料做电极载体,以生成的氧化锌和氧化钛互为正负极,放电材料释放的电子可以代替光线照射产生的跳跃电子,在无光线照射的情况达到催化分解的目的。由于不需要光线,因此分布在涂料内部的暗触媒也可以达到催化分解的效果。本工艺不但可以增加暗触媒的催化强度和效率,同时使暗触媒的使用环境完全摆脱了光照的限制,并且生产过程中无废水和尾料的产生,大大降低了生产过程对环境的影响和对能源的消耗。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,对本发明进行进一步详细说明,应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明提供了一种无光催化的暗触媒材料的制备方法,包括以下步骤:
A、将放电材料按照预定比例混合均匀后沾附在纳米材料上;
B、按照重量比为1:(0.1~2)的比例加入碳酸溶液,所述碳酸溶液含量为0.1~10mol/L;
C、在步骤B中的混合溶液中喷淋1~10份的硫酸锌溶液并搅拌均匀,所述硫酸锌溶液含量为0.1-10mol/L;
D、在步骤C中的混合溶液中喷淋1~20份的硫酸钛溶液并搅拌均匀,所述硫酸钛溶液含量为0.1-10mol/L;
E、将步骤D中的混合溶液在恒温下反应0.5~3h;
F、将步骤E中反应完的混合溶液移到煅烧炉内煅烧0.5~3h,煅烧温度为300~800°;
G、将步骤F中煅烧完的物料进行降温处理,降温至室温后研磨既得暗触媒材料。
优选的是,本发明的放电材料包括以下物质:硅藻土粉、硅藻页岩粉、电气石粉、独居石粉、长石粉、伊利石粉、锆石粉、云母粉、纳米石墨烯粉,利用具有离子交换能力和产生电荷的材料,负载有可以产生还原反应的纳米材料,纳米材料与放电材料紧密结合,利用放电材料天然具有的释放电子的能力,将释放出来的电子激发纳米材料产生还原分解反应,从而达到分解甲醛和有害物质的目的。
另外,本发明的碳酸溶液为碳酸铵或碳酸氢氨水溶液,所述放电材料与碳酸溶液的重量比为1:0.5。
进一步的,本发明的碳酸溶液含量为0.5mol/L。
更好的,本发明的硫酸锌溶液和硫酸钛溶液含量均为0.5mol/L,所需份量均为3份。
实施例1
取硅藻土粉1份、硅藻页岩粉1份、电气石粉1份、独居石粉1份、长石粉1份、伊利石粉1份、锆石粉1份、云母粉1份、负离子粉1份、纳米石墨烯粉1份等10份混合到一起将1份含量为0.1mol/L的碳酸铵和水溶液均匀的喷洒到10粉混合粉体上制得负载材料1-1,后将含量为0.1mol/L的硫酸锌溶液和0.1mol/L的硫酸钛溶液各0.5份均匀的喷洒到负载材料1-1上制得负载材料1-2。将负载材料1-2恒温40°反应3小时后移到煅烧炉300°煅烧3小时后冷却到常温,将颗粒研磨碎后获得暗触媒材料①。
实施例2
取硅藻土粉1份、硅藻页岩粉1份、电气石粉1份、独居石粉1份、长石粉1份、伊利石粉1份、锆石粉1份、云母粉1份、负离子粉1份、纳米石墨烯粉1份等10份混合到一起将5份含量为0.5mol/L的碳酸铵水溶液均匀的喷洒到10粉混合粉体上制得负载材料2-1,后将含量为0.5mol/L的硫酸锌溶液和0.5mol/L的硫酸锌溶液各3份均匀的喷洒到负载材料2-1上制得负载材料2-2。将负载材料2-2恒温50°反应2.5小时后移到煅烧炉400°煅烧2.5小时后冷却到常温,将颗粒研磨碎后获得暗触媒材料②
实施例3
取硅藻土粉1份、硅藻页岩粉1份、电气石粉1份、独居石粉1份、长石粉1份、伊利石粉1份、锆石粉1份、云母粉1份、负离子粉1份、纳米石墨烯粉1份等10份混合到一起将10份含量为1mol/L的碳酸铵水溶液均匀的喷洒到10粉混合粉体上制得负载材料3-1,后将含量为1mol/L的硫酸锌溶液和1mol/L的硫酸锌溶液各5份均匀的喷洒到负载材料3-1上制得负载材料3-2。将负载材料3-2恒温60°反应2小时后移到煅烧炉500°煅烧2小时后冷却到常温,将颗粒研磨碎后获得暗触媒材料③
实施例4
取硅藻土粉1份、硅藻页岩粉1份、电气石粉1份、独居石粉1份、长石粉1份、伊利石粉1份、锆石粉1份、云母粉1份、负离子粉1份、纳米石墨烯粉1份等10份混合到一起将15份含量为5mol/L的碳酸铵水溶液均匀的喷洒到10粉混合粉体上制得负载材料4-1,后将含量为5mol/L的硫酸锌溶液和5mol/L的硫酸锌溶液各7份均匀的喷洒到负载材料4-1上制得负载材料4-2。将负载材料4-2恒温70°反应1.5小时后移到煅烧炉600°煅烧1.5小时后冷却到常温,将颗粒研磨碎后获得暗触媒材料④。
实施例5
取硅藻土粉1份、硅藻页岩粉1份、电气石粉1份、独居石粉1份、长石粉1份、伊利石粉1份、锆石粉1份、云母粉1份、负离子粉1份、纳米石墨烯粉1份等10份混合到一起将20份含量为10mol/L的碳酸铵水溶液均匀的喷洒到15粉混合粉体上制得负载材料5-1,后将含量为8mol/L的硫酸锌溶液和8mol/L的硫酸锌溶液各9份均匀的喷洒到负载材料5-1上制得负载材料5-2。将负载材料5-2恒温80°反应1小时后移到煅烧炉700°煅烧1小时后冷却到常温,将颗粒研磨碎后获得暗触媒材料⑤。
实施例6
取硅藻土粉1份、硅藻页岩粉1份、电气石粉1份、独居石粉1份、长石粉1份、伊利石粉1份、锆石粉1份、云母粉1份、负离子粉1份、纳米石墨烯粉1份等10份混合到一起将20份含量为8mol/L的碳酸氢铵水溶液均匀的喷洒到10粉混合粉体上制得负载材料6-1,后将含量为8mol/L的硫酸锌溶液和8mol/L的硫酸锌溶液各10份均匀的喷洒到负载材料6-1上制得负载材料6-2。将负载材料6-2恒温90°反应0.5小时后移到煅烧炉800°煅烧0.5小时后冷却到常温,将颗粒研磨碎后获得暗触媒材料⑥。
实施例7
取硅藻土粉1份、硅藻页岩粉1份、电气石粉1份、独居石粉1份、长石粉1份、伊利石粉1份、锆石粉1份、云母粉1份、负离子粉1份、纳米石墨烯粉1份等10份混合到一起将18份含量为3mol/L的碳酸氢铵水溶液均匀的喷洒到10粉混合粉体上制得负载材料7-1,后将含量为3mol/L的硫酸锌溶液和3mol/L的硫酸锌溶液各8份均匀的喷洒到负载材料7-1上制得负载材料7-2。将负载材料7-2恒温100°反应0.5小时后移到煅烧炉750°煅烧1小时后冷却到常温,将颗粒研磨碎后获得暗触媒材料⑦。
实施例8
取硅藻土粉1份、硅藻页岩粉1份、电气石粉1份、独居石粉1份、长石粉1份、伊利石粉1份、锆石粉1份、云母粉1份、负离子粉1份、纳米石墨烯粉1份等10份混合到一起将13份含量为0.8mol/L的碳酸氢铵水溶液均匀的喷洒到10粉混合粉体上制得负载材料8-1,后将含量为0.8mol/L的硫酸锌溶液和0.8mol/L的硫酸锌溶液各6份均匀的喷洒到负载材料8-1上制得负载材料8-2。将负载材料8-2恒温95°反应1.5小时后移到煅烧炉650°煅烧1.5小时后冷却到常温,将颗粒研磨碎后获得暗触媒材料⑧。
实施例9
取硅藻土粉1份、硅藻页岩粉1份、电气石粉1份、独居石粉1份、长石粉1份、伊利石粉1份、锆石粉1份、云母粉1份、负离子粉1份、纳米石墨烯粉1份等10份混合到一起将8份含量为0.3mol/L的碳酸氢铵水溶液均匀的喷洒到10粉混合粉体上制得负载材料9-1,后将含量为0.3mol/L的硫酸锌溶液和0.3mol/L的硫酸锌溶液各4份均匀的喷洒到负载材料9-1上制得负载材料9-2。将负载材料9-2恒温85°反应2小时后移到煅烧炉550°煅烧2.5小时后冷却到常温,将颗粒研磨碎后获得暗触媒材料⑨。
实施例10
取硅藻土粉1份、硅藻页岩粉1份、电气石粉1份、独居石粉1份、长石粉1份、伊利石粉1份、锆石粉1份、云母粉1份、负离子粉1份、纳米石墨烯粉1份等10份混合到一起将3份含量为0.1mol/L的碳酸氢铵水溶液均匀的喷洒到10粉混合粉体上制得负载材料10-1,后将含量为0.1mol/L的硫酸锌溶液和0.1mol/L的硫酸锌溶液各2份均匀的喷洒到负载材料10-1上制得负载材料10-2。将负载材料10-2恒温75°反应3小时后移到煅烧炉450°煅烧3小时后冷却到常温,将颗粒研磨碎后获得暗触媒材料⑩。
将实施例制得的暗触媒材料分别进行甲醛除去检测和负离子释放量等实验测得一下数据
因此可见实施例2、3、10、9是最优案例,甲醛除去率均超过90以上,而负离子释放量比较高是实施例2、4、9超过1800,白度理想的是实施例2、3、5、10。总上所述最优方案为实施例2。
综上所述,本发明提供了一种无光催化的暗触媒材料,包括以下步骤:
A、将放电材料按照预定比例混合均匀后沾附在纳米材料上;
B、按照重量比为1:(0.1~2)的比例加入碳酸溶液,所述碳酸溶液含量为0.1~10mol/L;
C、在步骤B中的混合溶液中喷淋1~10份的硫酸锌溶液并搅拌均匀,所述硫酸锌溶液含量为0.1-10mol/L;
D、在步骤C中的混合溶液中喷淋1~20份的硫酸钛溶液并搅拌均匀,所述硫酸钛溶液含量为0.1-10mol/L;
E、将步骤D中的混合溶液在恒温下反应0.5~3h;
F、将步骤E中反应完的混合溶液移到煅烧炉内煅烧0.5~3h,煅烧温度为300~800°;
G、将步骤F中煅烧完的物料进行降温处理,降温至室温后研磨既得暗触媒材料。
本发明的有益效果:本发明制得的无光暗触媒材料,采用天然具有离子交换能力和产生电荷的材料,利用放电材料做电极载体,以生成的氧化锌和氧化钛互为正负极,放电材料释放的电子可以代替光线照射产生的跳跃电子,在无光线照射的情况达到催化分解的目的。由于不需要光线,因此分布在涂料内部的暗触媒也可以达到催化分解的效果。本工艺不但可以增加暗触媒的催化强度和效率,同时使暗触媒的使用环境完全摆脱了光照的限制,并且生产过程中无废水和尾料的产生,大大降低了生产过程对环境的影响和对能源的消耗。
当然,本发明还可有其它多种实施例,在不背离本发明精神及其实质的情况下,熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种无光催化的暗触媒材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
A、将放电材料按照预定比例混合均匀后沾附在纳米材料上;
B、按照重量比为1:(0.1~2)的比例加入碳酸溶液,所述碳酸溶液含量为0.1~10mol/L;
C、在步骤B中的混合溶液中喷淋1~10份的硫酸锌溶液并搅拌均匀,所述硫酸锌溶液含量为0.1-10mol/L;
D、在步骤C中的混合溶液中喷淋1~20份的硫酸钛溶液并搅拌均匀,所述硫酸钛溶液含量为0.1-10mol/L;
E、将步骤D中的混合溶液在恒温下反应0.5~3h;
F、将步骤E中反应完的混合溶液移到煅烧炉内煅烧0.5~3h,煅烧温度为300~800°;
G、将步骤F中煅烧完的物料进行降温处理,降温至室温后研磨既得暗触媒材料。
2.根据权利要求1所述的无光催化的暗触媒材料的制备方法,其特征在于,所述放电材料包括以下物质:硅藻土粉、硅藻页岩粉、电气石粉、独居石粉、长石粉、伊利石粉、锆石粉、云母粉、纳米石墨烯粉。
3.根据权利要求2所述的无光催化的暗触媒材料的制备方法,其特征在于,所述硅藻土粉、硅藻页岩粉、电气石粉、独居石粉、长石粉、伊利石粉、锆石粉、云母粉、纳米石墨烯粉各需1份。
4.根据权利要求1所述的无光催化的暗触媒材料的制备方法,其特征在于,所述碳酸溶液为碳酸铵或碳酸氢氨水溶液,所述放电材料与碳酸溶液的重量比为1:0.5。
5.根据权利要求4所述的无光催化的暗触媒材料的制备方法,其特征在于,所述碳酸溶液含量为0.5mol/L。
6.根据权利要求1所述的无光催化的暗触媒材料的制备方法,其特征在于,所述硫酸锌溶液和硫酸钛溶液含量均为0.5mol/L,所需份量均为3份。
7.根据权利要求1所述的无光催化的暗触媒材料的制备方法,其特征在于,所述步骤D中反应温度为50°,反应时间为2.5h。
8.根据权利要求1所述的无光催化的暗触媒材料的制备方法,其特征在于,所述煅烧炉内温度为400°,煅烧时间为2h。
9.一种采用权利要求1~8任一项所述的制备方法制备的暗触媒材料。
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