[發(fā)明專利]一種光電催化劑載體的制備方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210284639.8
• 申請(qǐng)日: 2012-08-10
• 公開（公告）號(hào): CN102806107A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫彥民;于海斌;苗靜;滕厚開;曾賢君;謝陳鑫;李曉云;李世鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)海洋石油總公司;中海油天津化工研究設(shè)計(jì)院
• 主分類號(hào): B01J32/00
• 分類號(hào): B01J32/00;B01J35/02;B01J35/00;B01J23/14;B01J23/18
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及催化劑載體的制備領(lǐng)域，旨在提供一種光電催化劑載體的制備方法。?

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展，各類污水的排放量日益增多，其中難降解的有毒有害成分也越來越多，傳統(tǒng)的處理方法存在較多的缺陷，不適應(yīng)環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的要求。高級(jí)氧化技術(shù)，尤其是光電催化氧化技術(shù)引起了人們的普遍重視。?

光電催化是最近開發(fā)的一種新技術(shù)，它將光催化與電化學(xué)有機(jī)結(jié)合，可有效地克服光催化中光生電子和空穴發(fā)生復(fù)合，同時(shí)光電催化技術(shù)可有效地抑制Cl^-的猝滅作用，大大提高光電催化降解有機(jī)污染物的效率。其中TiO₂半導(dǎo)體多相光電催化過程以其室溫和深度反應(yīng)等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)而備受關(guān)注，他具有氧化礦物有機(jī)污染物、還原重金屬離子、除臭和殺菌的功能，在以上行業(yè)的應(yīng)用已初見端倪。?

長(zhǎng)期以來，光電催化氧化的研究主要以二氧化鈦微粉為主，盡管二氧化鈦微粉有較高的催化活性，但由于顆粒小，其懸浮顆粒難以分離回收，因而制約了此技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。因此，如何把光電催化劑固定在一個(gè)載體上來提高降解速率和實(shí)用價(jià)值已經(jīng)成為了一個(gè)新的研究方向。所需的光電催化劑載體需要具有良好的負(fù)載能力，優(yōu)良的導(dǎo)電性，較好的光源穿透性能，以及較強(qiáng)的顆粒強(qiáng)度等特點(diǎn)。目前的專利和文獻(xiàn)對(duì)此方面的深入研究較少。?

集泰科技公司的專利[CN?1267570A]公開了一種可高效率維持大量光催化劑物質(zhì)，具有讓空氣充分流動(dòng)的空隙，可提高與光催化劑物質(zhì)的接觸效率，同時(shí)劣化后可簡(jiǎn)單有效再生的光催化劑載體的制備方法。該方法通過粘合劑將光催化劑固定在金屬制基材表面上，金屬制基材有金屬纖維堆積，由通氣性良好有立體結(jié)構(gòu)的無紡布狀的纖維結(jié)構(gòu)體所構(gòu)成。但該催化劑僅利用了光催化作用，載體為金屬材質(zhì)，比表面積小，無適宜的孔道，對(duì)于紫外光的透過效果較差。專利[CN?1222355C]提供了一種光催化劑顆粒及其制備方法，所述光催化劑顆粒包括光催化劑微粒和形成三維長(zhǎng)鏈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的二氧化硅為粘結(jié)劑。中科院的專利[CN?100460060C]公開了一種負(fù)載型TiO₂光催化劑及其制備方法，和用其制得的高吸附性光催化水質(zhì)凈化器。該負(fù)載型TiO₂光催化劑以活性炭纖維基為載體，在其上負(fù)活性炭纖維、厚130-250nmTiO₂薄膜。這些專利中提及的催化劑只利用了催化劑的光催化作用，并未進(jìn)行光電催化進(jìn)行結(jié)合，載體不具備較好的導(dǎo)電性能和較強(qiáng)的抗電擊能力，從而無法保證催化劑的光電催化活性和穩(wěn)定性。?

東華大學(xué)的專利[CN?101187646A]公開了一種具有光電催化功能的粒子電極及制備和應(yīng)用，該粒子電極由多孔石墨負(fù)載納米TiO₂構(gòu)成，主要適用于處理各種難降解有機(jī)污染物。但是該催化劑采用有機(jī)的鈦酸四丁酯作為原料，通過多個(gè)步驟制成，制備過程復(fù)雜，原料昂貴，工業(yè)化放大困難。并且文中并未提及載體的強(qiáng)度及催化劑的壽命。專利[CN?101224401B]提供了一種連續(xù)循環(huán)多層間隔式固定床非均相三維電極光電催化反應(yīng)器，包括反應(yīng)器殼體、金屬鈦網(wǎng)陽極、雙層U型石英管以及置于該石英管中的光源UV燈，石墨陽極與鈦網(wǎng)陽極之間形成光電催化反應(yīng)室，其中設(shè)置了多層間隔式固定床三維粒子電極，所述的三維粒子電極材料由納米TiO₂涂布于活性炭顆粒上構(gòu)成。文中未提及催化劑的詳細(xì)制備過程及壽命，對(duì)于載體活性炭顆粒的導(dǎo)電性能、強(qiáng)度、穩(wěn)定性等問題并未考察。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種光電催化劑載體的制備方法。該催化劑載體制備過程簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)合理，具有良好的導(dǎo)電性能，較好的強(qiáng)度，是制備光電催化劑的優(yōu)良載體。?

本發(fā)明為一種光電催化劑載體的制備方法;其特征在于；包括如下步驟：?

(a)??將一水氧化鋁、甲基纖維素、造孔劑混合均勻；所用的甲基纖維素的加入量為氧化鋁重量的0.1～10%；所用的造孔劑為碳粉、石油焦、鋸末、松香、聚烯烴中的一種或幾種的混合物，含量為氧化鋁重量的0.1～10%；所用的助熔劑為長(zhǎng)石、埃洛石、蛭石、葉臘石中的一種或幾種的混合物，含量為氧化鋁重量的0.1～10%；

(b)??將添加劑加入到粘結(jié)劑中進(jìn)行溶解后，倒入捏合機(jī)中，將混合均勻的物料充分捏合成可塑體，粘結(jié)劑為酸溶液或鋁溶膠，其用量為氧化鋁重量的10～200%，酸溶液為硝酸、醋酸或鹽酸溶液，其中酸與水的重量比為1:5～100；所用的添加劑包括Sn、Sb、Mg、Ba、Bi、Ca、Cs金屬鹽中的一種或幾種，每種元素的含量為氧化鋁重量的0.05～10%；