[發明專利]一種分級孔TiO2陶瓷光催化劑的制備方法及使用方法

有效

• 申請號: 201310556390.6
• 申請日: 2013-11-11
• 公開（公告）號: CN103553587A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 邢子鵬;杜帆;周衛;于秀娟;漆勝群
• 申請（專利權）人: 黑龍江大學
• 主分類號: C04B35/46
• 分類號: C04B35/46;C04B35/622;C04B38/06;B01J21/06
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 牟永林

技術領域

本發明涉及一種光催化劑的制備方法和使用方法。

背景技術

現代工業和農業的快速發展，大量使用農藥、化學染料、油等，使得環境污染越來嚴重，如近些年來發生的油船泄露事件、化學染料隨意排放、農藥的隨意使用等。在解決水污染問題上，半導體光催化是近些年發展起來的，其降解有機和無機的水污染物是一個非常有前途的技術。在眾多半導體光催化劑中，TiO₂由于具有良好的化學穩定性、較高的光催化活性、成本低、耐光化學腐蝕以及無毒等特點而受到重視。TiO₂在水處理方面有很大的優勢，其也存在缺點：粉體TiO₂回收問題，在廢水處理的過程中投加的粉體TiO₂，在使用后不宜回收。往往需要離心分離來回收。將TiO₂直接做成陶瓷不但可以解決粉末態TiO₂使用存在的現有問題，而且制成的產品還可以應用于環保、建筑等工程領域。

在中國已公開《一種多孔晶態TiO₂泡沫陶瓷的制備方法》（申請號：201110363826.0）中公開一種多孔晶態TiO₂泡沫陶瓷的制備方法，解決了現有粉末態TiO₂難以回收，負載效果較差，無法在實際工程中應用的問題，但其仍存在無法制備可在4h～6h實現去除污水中的有機污染物的TiO2陶瓷光催化劑，及使用現有TiO₂陶瓷光催化劑用于去除污水中的有機污染物存在降解過程時間長的問題。

發明內容

本發明是要解決現有方法存在無法制備可在4h～6h實現去除污水中的有機污染物的TiO₂陶瓷光催化劑，及使用現有TiO₂陶瓷光催化劑用于去除污水中的有機污染物存在降解過程時間長的問題，而提供一種分級孔TiO₂陶瓷光催化劑的制備方法及使用方法。

本發明一種分級孔TiO₂陶瓷光催化劑的制備方法，具體是按以下步驟進行：

一、試劑的混合：按照質量份數比稱取20～50份的高熱穩定性介孔TiO₂粉體材料、100～150份去離子水、10～15份發泡劑、2～5份分散劑和2～5份粘結劑，然后將上述稱取的試劑攪拌混合5min～15min，即得混合試劑；二、球磨：將步驟一制得的混合試劑在40℃～80℃溫度下進行球磨，球磨時間為24h～48h，得料漿；三、注模：將步驟二制得的料漿到入封閉模具，在80℃～100℃恒溫水浴下放置1h～2h，得到成型的料漿；四、脫模：將步驟三制得的成型的料漿與模具進行分離，得到素坯；五、干燥：將步驟四得到的素坯在90℃～120℃的溫度下用鼓風干燥烘箱干燥1h～2h；六、熱處理：將步驟五干燥后的素坯放入焙燒爐中，以1℃/min～5℃/min的速度升溫至600℃～1000℃并保持1h～5h，冷卻至室溫，即得分級孔TiO₂陶瓷光催化劑；步驟一所述的發泡劑為蛋白質、淀粉、碳粉或廢玻璃粉；步驟一所述的粘結劑為聚丙烯酸、聚苯乙烯、聚乙烯醇或聚氨酯；步驟一所述的分散劑為聚丙烯酸銨、Texaphor3250分散劑或963型有機相分散劑；步驟三所述的封閉模具的材料為橡膠、玻璃、金屬、陶瓷或塑料；步驟六所述的焙燒爐為馬弗爐、管式爐、微波爐或電熱爐。

本發明一種分級孔TiO₂陶瓷光催化劑的使用方法，具體是按以下步驟進行：

向含有有機污染物的污水中加入分級孔TiO₂陶瓷光催化劑，在20W～30W紫外光條件下照射4h～6h，得到處理后的污水；其所述的有機污染物為羅丹明b、亞甲基藍、甲基橙或苯酚中的一種或其中幾種混合物，有機污染物為混合物時，按任意比混合；所述的有機污染物濃度為1mg/L～20mg/L。