CN116272933A - 一种载体催化剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种载体催化剂及其制备方法，涉及催化剂技术领域，载体催化剂包括：基底层、胶粘层、氧化层和催化剂层；其中，氧化层包括金属氧化物颗粒；金属氧化物颗粒通过胶粘层附着在基底层表面；胶粘层位于基底层的表面；催化剂层基于将基底层多次浸渍在光催化剂溶液，得到载体催化剂。本发明中载体催化剂具有制备方法简单，催化效率高的效果。
Description
技术领域
本发明涉及催化剂技术领域，具体而言，涉及一种载体催化剂及其制备方法。
背景技术
纳米二氧化钛光催化剂外观为白色疏松粉末，在可见光或紫外光的作用下具有氧化还原能力，能将甲醛、甲苯、二甲苯、氨、氡、TVOC等有害有机物、污染物、臭气、微生物等有害有机物降解成无害的CO2和H2O，并具有去除污染物、亲水性、自洁性等特性，性能持久，不产生二次污染。
现有的二氧化钛光催化剂在制备过程一般方法为：将纳米金属氧化钛置于氢氧化钠溶液中充分搅拌使其反应完全，浸泡、离心获取金属盐掺杂的二氧化钛纳米光催化剂；将所制备的纳米金属氧化物置于磷酸溶液中充分搅拌使其反应完全，超声、浸泡、离心、烘烤获得高效二氧化钛纳米光催化剂。
然而，现有技术中光催化剂在制备的过程中存在必须对其进行充分的搅拌，若搅拌不够充分均匀，容易产生催化效果差的问题。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述现有技术中光催化剂制备过程中存在的不足，提供一种载体催化剂及其制备方法，以解决现有技术中存在必须对其进行充分的搅拌，若搅拌不够充分均匀，容易产生催化效果差的问题。
为实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：
第一方面，本发明提供了一种载体催化剂，包括：基底层、胶粘层、氧化层和催化剂层；
其中，所述氧化层包括金属氧化物颗粒；所述金属氧化物颗粒通过所述胶粘层附着在所述基底层表面；所述胶粘层位于所述基底层的表面；所述催化剂层基于将所述基底层多次浸渍在光催化剂溶液，得到载体催化剂。
可选的，所述所述金属氧化物颗粒包括：氧化锰、氧化铁、氧化铜、氧化锰和氧化镍中的一种或多种。
可选的，所述金属氧化物的粒径为微米颗粒物。
可选的，所述光催化剂溶液为二氧化钛溶液。
可选的，所述基底层为玻璃纤维或陶瓷纤维。
第二方面，本发明还公开了一种载体催化剂的制备方法，所述方法包括：将基底层在超声波环境下浸渍胶粘剂预设时长，并将浸渍胶黏剂的基底层表面附着金属氧化物颗粒，得到第一物质；
将所述第一物质烘干固化，得到第二物质；
将所述第二物质在二氧化钛浊液中浸渍20分钟，得到第三物质；
将所述第三物质在500摄氏度微波环境下进行催化激活，得到载体催化剂。
可选的，所述将基底层在超声波环境下浸渍胶粘剂预设时长，并将浸渍胶黏剂的基底层表面附着金属氧化物颗粒，得到第一物质之前还包括：
将基底层在20％的氢氧化钠溶液中清洗20分钟。
本发明的有益效果是：本发明提供了一种载体催化剂及其制备方法，涉及催化剂技术领域，载体催化剂包括：基底层、胶粘层、氧化层和催化剂层；其中，所述氧化层包括金属氧化物颗粒；所述金属氧化物颗粒通过所述胶粘层附着在所述基底层表面；所述胶粘层位于所述基底层的表面；所述催化剂层基于将所述基底层多次浸渍在光催化剂溶液，得到载体催化剂。也就是说，本发明中载体催化剂具有制备方法简单，催化效率高的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。
图1为本发明一实施例提供的载体催化剂结构示意图；
图2本发明另一实施例提供的载体催化剂及其制备方法流程示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图1为本发明一实施例提供的载体催化剂结构示意图；图2本发明另一实施例提供的载体催化剂及其制备方法流程示意图。以下将结合图1和图2，对本发明实施例所提供的载体催化剂及其制备方法的过程进行详细说明。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
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。
本发明的实施例中提供了一种载体催化剂，下面结合图1对该催化剂载体进行具体介绍。
载体催化剂，包括：基底层101、胶粘层102、氧化层103和催化剂层104；其中，所述氧化层103包括金属氧化物颗粒；所述金属氧化物颗粒通过所述胶粘层附着在所述基底层101表面；所述胶粘层102位于所述基底层101的表面；所述催化剂层104基于将所述基底层多次浸渍在光催化剂溶液，得到载体催化剂。
本发明实施例中，金属氧化物颗粒包括：氧化锰、氧化铁、氧化铜、氧化锰和氧化镍中的一种或多种；其中，金属氧化物的粒径为微米颗粒物。
本发明实施例中，光催化剂溶液为二氧化钛溶液；基底层为玻璃纤维或陶瓷纤维。
示例性的，光催化剂溶液可以为P25的二氧化钛溶液；将P25的二氧化钛用水稀释至10-20倍，加入1-3％的陶瓷纤维或玻璃纤维，充分搅拌使其均匀的混合分散在溶液中，进一步的，采用真空抽滤的工艺进行定型后烘干即可得到载体催化剂；最终，将载体催化剂置于微波环境下进行催化剂激活。需要说明的是，本实施例中的光催化剂溶液为非可燃物，按普通水性产品密封保存即可保质期半年；且为纯无机物构成，不含淀粉或其他有机物，灼烧无烟不燃不变黑；水性产品，环保无毒、抗超时性能极好，并且具备较好的耐水性能；粘度低粘接强度好，用量少、制成的产品耐温1400℃以上。
本发明提供了一种载体催化剂及其制备方法，涉及催化剂技术领域，载体催化剂包括：基底层、胶粘层、氧化层和催化剂层；其中，所述氧化层包括金属氧化物颗粒；所述金属氧化物颗粒通过所述胶粘层附着在所述基底层表面；所述胶粘层位于所述基底层的表面；所述催化剂层基于将所述基底层多次浸渍在光催化剂溶液，得到载体催化剂。也就是说，本发明中载体催化剂具有制备方法简单，催化效率高的效果。
本发明的实施例提供了载体催化剂及其制备方法，下面结合图2，对该载体催化剂及其制备方法流程进行具体介绍。
步骤201、将基底层在超声波环境下浸渍胶粘剂预设时长，并将浸渍胶黏剂的基底层表面附着金属氧化物颗粒，得到第一物质。
本发明实施例中，将基底层在超声波环境下浸渍胶粘剂预设时长，并将浸渍胶黏剂的基底层表面附着金属氧化物颗粒，得到第一物质之前还包括：将基底层在10％的氢氧化钠溶液中清洗20分钟。
示例性的，基底层为玻璃纤维布，称取100g氢氧化钠，溶于900ml蒸馏水中，充分溶解，制得质量比10％的氢氧化钠溶液，作为洗液；剪取一块的玻璃纤维布，浸入氢氧化钠洗液中，在80℃水浴条件下浸泡20分钟，取出后在清水中浸泡分钟，然后再在蒸馏水中浸泡分钟，可得表面十分清洁的玻璃纤维布，干燥后备用。
可选的，以FA-N/JA-N型电子分析天平称取适量的P25粉，加入蒸馏水中，经KQ-3200E超声波分散器超声分散30min。裁剪一定面积的玻璃纤维布经过预处理并浸入含有P25粉的悬浮液中，浸渍15～20min。
步骤202、将所述第一物质烘干固化，得到第二物质。
本发明实施例中，将第一物质从液体中取出，将第一物质置于干燥箱中，在80℃的温度中经过15～20min烘干，并于500℃保温2h，得到第二物质；需要说明的是，上述将玻璃纤维可以多次浸渍胶粘剂，并烘干，从而得到第二物质。
步骤203、将所述第二物质在二氧化钛浊液中浸渍20分钟，得到第三物质。
步骤204、将所述第三物质在500摄氏度微波环境下进行催化激活，得到载体催化剂。
本发明实施例中，将第二物质置于二氧化钛浊液中浸渍20分钟，得到第三物质，在500摄氏度微波环境下热处理后，TiO2颗粒与颗粒之间结合趋于紧密，涂层与纤维基体的结合力增加，由此便得到与基体结合较好的连续TiO2涂层。
需要说明的是，玻璃纤维表面涂膜次数较少时，玻璃纤维布表面负载TiO2的数量比较少，产生的[·OH]的量也比较少，随着涂膜次数的增加，TiO2数量增多,膜催化剂表面的催化中心增多产生的,降解率随之上升，而当涂膜次数到达6次后，玻璃纤维表面TiO2已形成连续膜，进一步的负载并不能明显提高TiO2与溶液的接触面，内层催化剂难以接触到反应液，传质受到限制，所以光降解率变化不大。
本发明提供了一种载体催化剂及其制备方法，该方法包括：将基底层在超声波环境下浸渍胶粘剂预设时长，并将浸渍胶黏剂的基底层表面附着金属氧化物颗粒，得到第一物质；将所述第一物质烘干固化，得到第二物质；将所述第二物质在二氧化钛浊液中浸渍20分钟，得到第三物质；将所述第三物质在500摄氏度微波环境下进行催化激活，得到载体催化剂；也就是说，本发明中通过将催化剂附着在基底层表面，并通过特定的工艺对催化剂进行固化处理，最终基于微波将催化剂进行激活，提高了催化剂的催化效率。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(英文：processor)执行本发明各个实施例方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(英文：Read-Only Memory，简称：ROM)、随机存取存储器(英文：Random Access Memory，简称：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
Claims (7)
1.一种载体催化剂，其特征在于，包括：基底层、胶粘层、氧化层和催化剂层；
其中，所述氧化层包括金属氧化物颗粒；所述金属氧化物颗粒通过所述胶粘层附着在所述基底层表面；所述胶粘层位于所述基底层的表面；所述催化剂层基于将所述基底层多次浸渍在光催化剂溶液，得到载体催化剂。
2.根据权利要求1所述的载体催化剂，其特征在于，所述所述金属氧化物颗粒包括：氧化锰、氧化铁、氧化铜、氧化锰和氧化镍中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的载体催化剂，其特征在于，所述金属氧化物的粒径为微米颗粒物。
4.根据权利要求1所述的载体催化剂，其特征在于，所述光催化剂溶液为二氧化钛溶液。
5.根据权利要求1所述的载体催化剂，其特征在于，所述基底层为玻璃纤维或陶瓷纤维。
6.一种载体催化剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括：将基底层在超声波环境下浸渍胶粘剂预设时长，并将浸渍胶黏剂的基底层表面表面附着金属氧化物颗粒，得到第一物质；
将所述第一物质烘干固化，得到第二物质；
将所述第二物质在二氧化钛浊液中浸渍20分钟，得到第三物质；
将所述第三物质在500摄氏度微波环境下进行催化激活，得到载体催化剂。
7.根据权利要求1所述的载体催化剂的制备方法，其特征在于，其特征在于，所述将基底层在超声波环境下浸渍胶粘剂预设时长，并将浸渍胶黏剂的基底层表面表面附着金属氧化物颗粒，得到第一物质之前还包括：
将基底层在10％的氢氧化钠溶液中清洗20分钟。
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