CN111514915A - 一种适用于厨房油烟净化的催化剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于厨房油烟的净化催化剂及其制备方法，所述催化剂包括质量分数为10％‑20％的半导体材料和质量分数为80％‑90的硅藻泥，将半导体材料、粘结剂和水按一定重量比搅拌均匀，采用喷雾干燥器或喷涂装置对硅藻泥进行喷雾干燥或喷涂，烘干得到催化剂，该催化剂可为板材状结构或颗粒状结构。本发明的有益效果是，制得的催化剂原料廉价易得，采用喷雾干燥法或喷涂法进行制备，其过程简单，催化剂比表面积大，孔隙发达，具有较好的吸附能力，并且使半导体涂层在载体上的分散性更好，提高了催化活性，将催化剂置于油烟净化管道，能够极大程度提高紫外光降解效率、消除异臭，实现了无二次污染和绿色厨房，适用于工业化运用。
Description
技术领域
本发明涉及节能环保技术领域，特别是一种适用于厨房油烟的净化催化剂及其制备方法。
背景技术
环境保护是我国的一项基本国策，同时环境保护又是一项全民事业，餐饮业在带动民众生活质量和城市GDP的同时，也给环境带来了很大的影响和危害，据统计，PM2.5来源分析中，厨房油烟污染因素占比15％之重，面广量大，且多属低空排放，从而油烟污染成为民生之患，民心之痛的突出问题；国家《大气污染防治行动计划》就明确要求开展餐饮油烟污染治理，烟气排放指标要求为最高容许排放浓度为2mg/m3，油烟净化效率60％以上，并指出“城区餐饮服务经营场所应安装高效油烟净化设施，推广使用高效净化型家用吸油烟机”。
目前传统的处理方式有：1、运水烟罩油烟净化方式：该方法投资和运行成本高，且效果无法长效；2、高压静电油烟净化方式：只是利用吸附以改变油烟物理形态的治标不治本的方式，如不定期清洗保养，治理基本无效；以上两种油烟处理方式远达不到目前的环保和消防安全需求，此外，传统方式还存在有效净化周期短(1-2年)，通过拆卸喷淋清洗等方式的维护保养困难(从烟罩到烟道和风机都积存油烟)、体积大、风机噪音大、厨房油烟富集的安全隐患等难以克服的问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种适用于厨房油烟净化的催化剂及其制备方法。
实现上述目的本发明的技术方案为，一种适用于厨房油烟净化的催化剂及其制备方法，所述催化剂包括质量分数为10％-20％的半导体材料和质量分数为80％-90的硅藻泥。
作为本发明的进一步说明，所述半导体材料包括锐钛矿、金红石、氧化锆、氮化碳中的一种或多种。
作为本发明的进一步说明，所述催化剂为板材状结构或颗粒状结构，将所述催化剂置于油烟净化管道，能够极大程度提高紫外光降解效率、消除异臭。
一种适用于厨房油烟净化催化剂的制备方法，包括以下步骤：
S1、将半导体材料和粘结剂溶于装有水的容器中，并进行搅拌；
S2、采用S1搅拌后得到的溶液对硅藻泥进行喷涂；
S3、将喷雾干燥或喷涂完成后的所述硅藻泥板材进行烘干，得到催化剂。
作为本发明的进一步说明，S2中将所述硅藻泥置于进行喷涂的装置的待喷涂处，再将S1中搅拌后得到的溶液置于进行喷涂的装置的溶液储存罐中，采用S1搅拌后得到的溶液对所述硅藻泥进行喷涂。
作为本发明的进一步说明，进行喷涂的装置选用喷雾干燥器或喷涂装置。
作为本发明的进一步说明，S1中所述半导体材料、所述粘结剂和水之间的重量比为30：65：5，所述粘结剂为微晶纤维素。
作为本发明的进一步说明，S1中进行搅拌均匀时，将所述半导体材料、所述粘结剂和水搅拌呈糊状溶液即可结束搅拌。
作为本发明的进一步说明，S2中所述硅藻泥可选用板材状或颗粒状，所述硅藻泥为吸附层。
作为本发明的进一步说明，S3中进行烘干的温度为100-400℃。
其有益效果在于，1、本发明所制得的催化剂原料廉价易得，采用喷雾干燥法和喷涂法进行制备，其过程简单，催化剂比表面积大，孔隙发达，具有较好的吸附能力，并且使半导体涂层在载体上的分散性更好，提高了催化活性；
2、催化剂可制备成板材状结构或颗粒状结构，适用于各种油烟净化装置的改造及安装，将催化剂运用到紫外光降解油烟的方法中，一方面可将油烟净化效率提高，另一方面降低了成本，去掉了现在装置中10米以上外置管道及大功率风机，将投资运行成本降低；
3、催化剂应用于紫外光降解油烟的方法中，具有反应温度范围宽、催化活性高、稳定性好、机械强度高的优点，可彻底消除油烟恶臭，实现了无二次污染和绿色厨房，适用于工业化运用。
具体实施方式
环境问题已成为全球重点关注的话题，其中餐饮行业的环境带来了很大的影响和危害，传统的厨房油烟处理的方式存在运行成本高、需要定期清洗保养、净化周期短、维护困难等难以克服的问题，因此本发明提供了置于油烟净化管道的催化剂及其制备方法，催化剂的置入，可极大程度提高紫外光降解效率、消除异臭。
本发明提供的适用于厨房油烟净化的催化剂为颗粒状结构或板材状结构，催化剂包括质量分数为10％-20％的半导体材料和质量分数为80％-90％的硅藻泥颗粒或板材，其中硅藻泥颗粒或板材为吸附层，半导体材料、粘结剂和水按重量比30：65：5进行搅拌均匀后，经喷雾干燥器或喷涂装置就会在硅藻泥颗粒或板材的表面形成涂层。
本发明制得的催化剂是基于紫外光降解油烟的方法，该方法的原理主要有两点：1、水触媒水雾净化油烟分离，利用紫外光照射水蒸气，使体系内产生高活性含氧基团(羟基)，使其促进油烟分子的氧化降解反应；2、采用紫外光(相关结构可参考CN207050033U、CN207053857U)活化空气中的氧气，使其与油烟发生氧化反应将油烟转化为清洁的CO2和H2O，油烟净化效率达到95％，油烟浓度达1mg/m3；但是该方法光照能量密度有限，导致还必须安装有10米以上外置管道及大功率风机，使得投资及运行成本较高；为进一步提高净化效率，降低油烟排放浓度，降低设备投资运行成本，本发明选用锐钛矿、金红石、氧化锆、氮化碳中的一种或多种为半导体材料，硅藻泥为吸附层，将制得的催化剂置于油烟净化管道中，利用紫外光照射催化剂可产生自由电子并留下空穴，自由电子与氧气或水蒸气形成反应活性极强的含氧自由基(包括氧自由基和羟基)，形成的空穴吸附层硅藻泥吸附厨房油烟后与含氧自由基发生氧化反应，将其降解为清洁的水蒸气和CO2，排出室外。
为了更好地了解本发明，下面将通过实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1.
S1、称取30kg锐钛矿粉末和5kg微晶纤维素，然后倒入装有65kg水的容器中，通过搅拌器对容器中的混合物进行搅拌，搅拌至呈均匀糊状溶液；
S2、将S1得到的糊状溶液倒入喷雾干燥器的溶液储存罐中,再将1kg硅藻泥颗粒置于喷雾干燥器的待喷涂装置中，通过雾化器将糊状溶液喷成雾状液滴，然后对硅藻泥颗粒进行喷雾干燥，且每颗硅藻泥颗粒的喷涂量为0.2kg；
S3、将喷雾干燥后的硅藻泥颗粒置于400℃的烘箱中烘干1小时，烘干完后得到催化剂颗粒；
其中制得的催化剂中催化活性组分锐钛矿占总质量的20％，吸附层硅藻泥占总质量的80％，油烟净化效率达到98％以上，油烟浓度达0.5mg/m3以下。
实施例2.
S1、称取30kg金红石粉末和5kg微晶纤维素，然后倒入装有65kg水的容器中，通过搅拌器对容器中的混合物进行搅拌，搅拌至呈均匀糊状溶液；
S2、将S1得到的糊状溶液倒入喷涂装置的溶液储存罐中，再将1kg硅藻泥板材置于喷涂装置的待喷涂装置中，采用糊状溶液对硅藻泥板材进行喷涂，且每块硅藻泥板材的喷涂量为0.2kg；
S3、将喷涂后的硅藻泥板材置于400℃的烘箱中烘干1小时，烘干完后得到催化剂板材。
其中制得的催化剂中催化活性组分金红石占总质量的20％，吸附层硅藻泥占总质量的80％，油烟净化效率达到98％以上，油烟浓度达0.5mg/m3以下。
实施例3.
S1、称取30kg氮化碳粉末和5kg微晶纤维素，然后倒入装有65kg水的容器中，通过搅拌器对容器中的混合物进行搅拌，搅拌至呈均匀糊状溶液；
S2、将S1得到的糊状溶液倒入喷涂装置的溶液储存罐中，再将1kg硅藻泥板材置于喷涂装置的待喷涂装置中，采用糊状溶液对硅藻泥板材进行喷涂，且每块硅藻泥板材的喷涂量为0.2kg；
S3、将喷涂后的硅藻泥板材置于400℃的烘箱中烘干1小时，烘干完后得到催化剂板材。
其中制得的催化剂中催化活性组分氮化碳占总质量的20％，吸附层硅藻泥占总质量的80％，油烟净化效率达到98％以上，油烟浓度达0.5mg/m3以下。
实施例4.
S1、称取30kg氧化锆粉末和5kg微晶纤维素，然后倒入装有65kg水的容器中，通过搅拌器对容器中的混合物进行搅拌，搅拌至呈均匀糊状溶液；
S2、将S1得到的糊状溶液倒入喷雾干燥器的溶液储存罐中,再将1kg硅藻泥颗粒置于喷雾干燥器的待喷涂装置中，通过雾化器将糊状溶液喷成雾状液滴，然后对硅藻泥颗粒进行喷雾干燥，且每颗硅藻泥颗粒的喷涂量为0.2kg；
S3、将喷雾干燥后的硅藻泥颗粒置于400℃的烘箱中烘干1小时，烘干完后得到催化剂颗粒。
其中制得的催化剂中催化活性组分氧化锆占总质量的20％，吸附层硅藻泥占总质量的80％，油烟净化效率达到98％以上，油烟浓度达0.5mg/m3以下。
上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种适用于厨房油烟净化的催化剂，其特征在于，所述催化剂包括质量分数为10％-20％的半导体材料和质量分数为80％-90的硅藻泥。
2.根据权利要求1所述的一种适用于厨房油烟净化的催化剂，其特征在于，所述半导体材料包括锐钛矿、金红石、氧化锆、氮化碳中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种适用于厨房油烟净化的催化剂，其特征在于，所述催化剂为板材状结构或颗粒状结构，将所述催化剂置于油烟净化管道，能够极大程度提高紫外光降解效率、消除异臭。
4.一种适用于厨房油烟净化催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将半导体材料和粘结剂溶于装有水的容器中，并进行搅拌；
S2、采用S1搅拌后得到的溶液对硅藻泥进行喷涂；
S3、将喷涂后的所述硅藻泥板材进行烘干，得到催化剂。
5.根据权利要求4所述的一种适用于厨房油烟净化催化剂的制备方法，其特征在于，S2中将所述硅藻泥置于进行喷涂的装置的待喷涂处，再将S1中搅拌后得到的溶液置于进行喷涂的装置的溶液储存罐中，采用S1搅拌后得到的溶液对所述硅藻泥进行喷涂。
6.根据权利要求5所述的一种适用于厨房油烟净化催化剂的制备方法，其特征在于，进行喷涂的装置选用喷雾干燥器或喷涂装置。
7.根据权利要求4所述的一种适用于厨房油烟净化催化剂的制备方法，其特征在于，S1中所述半导体材料、所述粘结剂和水之间的重量比为30：65：5，所述粘结剂为微晶纤维素。
8.根据权利要求4所述的一种适用于厨房油烟净化催化剂的制备方法，其特征在于，S1中进行搅拌均匀时，将所述半导体材料、所述粘结剂和水搅拌呈糊状溶液即可结束搅拌。
9.根据权利要求4所述的一种适用于厨房油烟净化催化剂的制备方法，其特征在于，S2中所述硅藻泥可选用板材状或颗粒状，所述硅藻泥为吸附层。
10.根据权利要求4所述的一种适用于厨房油烟净化催化剂的制备方法，其特征在于，S3中进行烘干的温度为100-400℃。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020068182A (ko) * | 2001-02-20 | 2002-08-27 | 신대용 | 이산화티탄 광촉매의 제조방법 |
| CN101322944A (zh) * | 2008-07-28 | 2008-12-17 | 吉林大学 | 用多孔矿物制备复合光催化剂及其方法 |
| CN101376098A (zh) * | 2008-09-19 | 2009-03-04 | 江苏大学 | 一种以硅藻土为基体的可见光响应TiO2混晶的制备方法 |
| JP2010094678A (ja) * | 2010-02-01 | 2010-04-30 | Ohbayashi Corp | 光触媒の担持方法及び光触媒を担持した多孔質材 |
| CN106345296A (zh) * | 2016-11-02 | 2017-01-25 | 南京师范大学 | 一种基于TiO2光催化氧化的模块式厨房油烟净化装置 |
-
2020
- 2020-04-26 CN CN202010340009.2A patent/CN111514915A/zh active Pending
Patent Citations (5)
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