[發明專利]泡沫鋁負載納米二氧化鈦光催化體的加工方法

無效

• 申請號: 200810026029.1
• 申請日: 2008-01-25
• 公開（公告）號: CN101219372A
• 公開（公告）日: 2008-07-16
• 發明（設計）人: 劉貴昂
• 申請（專利權）人: 湛江師范學院
• 主分類號: B01J21/06
• 分類號: B01J21/06;B01J21/04;C25D3/54
• 代理公司: 廣州市南鋒專利事務所有限公司
• 代理人: 潘獻民

技術領域

本發明涉及一種高效光催化劑制造技術，更具體地說，它涉及一種泡沫鋁負載納米二氧化鈦光催化體的制備方法。

背景技術

納米二氧化鈦(TiO₂)是一種新型的高效光催化劑，具有很強的氧化能力，在一定能量的光照條件下，它不僅能將環境中的有害有機物降解為CO₂和H₂O，而且可以氧化去除大氣中低濃度的NOx和含硫化合物(如H₂S、SO₂)等有毒氣體。另外，光催化劑TiO₂還具有殺菌、除臭、防霧、自潔凈等作用，可以進一步凈化和改善我們的生活環境。納米TiO₂光催化具有能耗低、操作簡單、價廉、反應條件溫和、無二次污染及應用范圍廣等優點，成為近年來日益受重視的環境污染治理新技術，并受到廣泛關注，是一種很有開發前景的環保型催化劑之一。近年來，關于納米TiO₂光催化劑(包括制備方法和固定化技術)及其應用已成為環境催化領域的研究熱點。納米TiO₂光催化材料成為納米材料的研究熱點之一。在光催化技術的發起國日本，光催化產品已經開始普及。歐美等國家在該領域的發展也非常迅速。我國有關光催化研究的起步相對較晚，但是進展很快，已經走在除日本之外的亞洲國家的前面。如上海大學的施利毅博士，武漢理工大學的余家國等在納米氧化鈦光催化材料的研究上取得了重要的進展，為該材料的實際應用打下了良好的基礎。

在納米二氧化鈦高效光催化劑的早期研究中，大都以TiO₂粉末與被污染水組成懸浮體系的研究，而忽視了光催化劑的固定化研究。而懸浮體系由于存在后續分離和回收、催化劑容易凝聚及不能重復使用等缺點，限制了其實際應用，而將納米TiO₂固定在某種載體上能很好地解決這些問題。因此，如何將TiO₂光催化劑負載在合適的載體上，成為光催化領域迫切需要解決的問題。而這一問題的解決恰好是其應用的前提和基礎，意義十分重大。

光催化劑TiO₂的固定化方法很多，如采用溶膠一凝膠法、濺射法、化學氣相沉積法、液相沉積法、電沉積法以及粘結劑法等，可獲得不同性能的功能性光催化薄膜并取得了一定的進展。但存在如成本高，光催化效率不高，不易產業化等缺點。近年來，國內不少科技工作者已經認識到將納米TiO₂固定的重要性，如東北大學的孫彤，合肥工業大學的黃新民等對納米TiO₂的復合鍍進行了較深入的研究，取得了一定的成果。但他們的工作主要集中于薄鋼片及泡沫鎳上。眾所周知，稀有金屬Ni自然界含量低，成本很高，即使其光催化效果好，也很難市場化。而以薄鋼片為負載，由于片狀材料的表面積相對較小，雖然片狀材料成本較低，但其光催化效率較低，也難以實現市場化。

中國專利申請CN0510022584.3(公開日2006.06.21，公開號CN1788839A)公開了“以泡沫鋁負載二氧化鈦的催化劑、其制備方法及其應用”，提出將納米二氧化鈦固定在泡沫鋁基體表面，方法是利用納米二氧化鈦分散溶液或膠體溶液或攙雜納米二氧化鈦分散溶液或膠體溶液，通過浸泡方式在泡沫鋁表面沉積納米二氧化鈦或攙雜納米二氧化鈦，然后經自然風干、并在惰性氣體保護下進行加熱退火處理，其工藝復雜，而且表面的二氧化鈦厚度較難控制，由于申請中沒有相應的對有機物催化降解的實驗數據，無法了解其光催化效果。

發明內容

本發明要解決的技術問題是針對現有技術的上述不足，提供一種工藝簡單、加工方便、催化效果好的泡沫鋁負載納米二氧化鈦光催化體的制備方法。

本發明的技術方案是這樣的：一種泡沫鋁負載納米二氧化鈦光催化體的加工方法，其中，在分散有納米二氧化鈦的鍍液中，以泡沫鋁基體為陽極，以設置在泡沫鋁基體兩邊的銅或鎳輔助體為陰極，陽極與兩邊的陰極之間基本等距，鍍液組成比例為純水250ml、納米二氧化鈦2.5±0.2g、檸檬酸三鈉3.75±0.25g，次亞磷酸鈉7.5±0.5g，硫酸銅9.4±0.4g，乙酸鈉2.5±0.2g，30％甜菜堿水溶液2.0±0.1ml，十二烷基磺酸鈉0.25～0.30mg；電鍍電壓12伏，溫度80～85℃，電鍍時間5～20分鐘。

上述的泡沫鋁負載納米二氧化鈦光催化體的加工方法中，電鍍前用超聲波對鍍液進行分散，時間以3～10分鐘為佳，可以提高納米二氧化鈦在溶液體系中的分散效果。

上述的泡沫鋁負載納米二氧化鈦光催化體的加工方法中，電鍍時間以8～15分鐘為佳，時間短則納米二氧化鈦涂層厚度薄，影響催化效果。