[發(fā)明專利]一種具有催化功能的復(fù)合型納米濾料及其制備方法和應(yīng)用有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201410446930.X | 申請日： | 2014-09-04 |
| 公開（公告）號： | CN104226020A | 公開（公告）日： | 2014-12-24 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 高翔;陳景歡;駱仲泱;岑可法;倪明江;于馨凝;鄭成航;吳衛(wèi)紅;施正倫;周勁松;方夢祥;余春江;王樹榮;程樂鳴;王勤輝 | 申請（專利權(quán)）人： | 浙江大學(xué) |
| 主分類號： | B01D39/14 | 分類號： | B01D39/14;B01J35/02;B32B5/14;B01D46/02;B01D53/86 |
| 代理公司： | 杭州天勤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224 | 代理人： | 胡紅娟 |
| 地址： | 310027 浙*** | 國省代碼： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 具有 催化 功能 復(fù)合型 納米 料及 制備 方法 應(yīng)用 | ||
1.一種具有催化功能的復(fù)合型納米濾料，其特征在于：包括依次疊合的迎塵層、緩沖層、催化過濾層和支撐層；各層均含有若干交錯(cuò)的纖維，其中所述迎塵層和支撐層的纖維直徑大于3μm，所述緩沖層的纖維直徑為1～3μm，所述催化過濾層的纖維直徑小于1μm，所述迎塵層、緩沖層和支撐層的總克重均為25～500克/平方米，催化過濾層的總克重為10～250克/平方米；所述催化過濾層包括納米纖維載體和負(fù)載在該納米纖維載體上的活性組分。
2.如權(quán)利要求1所述的具有催化功能的復(fù)合型納米濾料，其特征在于：所述迎塵層和支撐層的纖維直徑為3～10μm，緩沖層的纖維直徑為1～3μm，催化過濾層的纖維直徑為0.2～1μm。
3.如權(quán)利要求1所述的具有催化功能的復(fù)合型納米濾料，其特征在于：其中納米纖維載體為SiO2納米纖維、TiO2納米纖維或者SiO2-TiO2復(fù)合納米纖維；活性組分為貴金屬或者過渡金屬氧化物。
4.如權(quán)利要求3所述的具有催化功能的復(fù)合型納米濾料，其特征在于：所述貴金屬為Pt、Pd、Rh和Ag中的一種或者幾種；所述過度金屬氧化物為V2O5、Co3O4、MnO2和Cr2O3中的一種或者幾種。
5.一種如權(quán)利要求1所述的具有催化功能的復(fù)合型納米濾料的制備方法，其特征在于：
首先取纖維氈進(jìn)行預(yù)處理、開松和梳理，加工成迎塵層、緩沖層和支撐層，催化過濾層則通過靜電紡絲技術(shù)制備出納米纖維后，通過溶劑熱合成方法在納米纖維上負(fù)載催化活性組分，再將各層按順序疊置；
所述的催化過濾層的制備過程包括以下步驟：
(1)靜電紡絲法制備納米纖維
取聚乙烯吡咯烷酮加入無水乙醇中，攪拌至完全溶解，加入鈦前驅(qū)體、硅前驅(qū)體和水解抑制劑，室溫下攪拌得到紡絲的前驅(qū)體溶液；以包裹在滾筒上的鋁箔作為納米纖維的接受器，接收距離為10～25cm，施加的靜電電壓為5～30kV，滾筒轉(zhuǎn)速為50～100r/min，注射器灌注速度為0.5～3mL/min，通過靜電紡絲得到SiO2納米纖維、TiO2納米纖維及SiO2-TiO2復(fù)合納米纖維；
(2)煅燒形成納米纖維載體
對紡絲后得到的納米纖維進(jìn)行煅燒，以除去納米纖維中的有機(jī)成分，煅燒參數(shù)是以1～10℃/min的升溫速率從室溫加熱到400～600℃并保持3～5h，最后自然冷卻，得到納米纖維載體；
(3)負(fù)載活性組分
取活性組分前驅(qū)體、PVP、DMF以及步驟(2)煅燒后得到的納米纖維載體加入聚四氟乙烯內(nèi)膽中，攪拌均勻后放入水熱反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行溶劑熱反應(yīng)，反應(yīng)后自然冷卻至室溫，固液分離得到固體產(chǎn)物，并用去離子水對固體進(jìn)行洗滌，最后真空干燥，得到負(fù)載有活性組分的TiO2納米纖維。
6.如權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于：所述鈦前驅(qū)體選自鈦酸四丁酯、鈦酸異丙酯、四氯化鈦、硫酸鈦或硫酸氧鈦；所述硅前驅(qū)體選自正硅酸乙酯、聚碳硅烷或聚硅氮烷；所述水解抑制劑選自冰醋酸、鹽酸、三乙醇胺、丙烯酸、領(lǐng)苯二酚、乙酰乙酸烯丙酯、乙酰丙酮、硫酸、硝酸或磷酸；所訴活性組分前驅(qū)體選自貴金屬的鹽或者過渡金屬氧化物。
7.如權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于：所述步驟(2)得到的納米纖維載體在負(fù)載活性組分之前還進(jìn)行了預(yù)處理，所述的預(yù)處理是采用堿液去除納米纖維載體中的SiO2。
8.如權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于：步驟(1)中所述硅前驅(qū)體和鈦前驅(qū)體的摩爾比為0～0.5:1。
9.如權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于：步驟(1)中所述硅前驅(qū)體和鈦前驅(qū)體的摩爾比為0.1～0.3:1。
10.一種布袋除塵器，其特征在于：包括如權(quán)利要求1所述的具有催化功能的復(fù)合型納米濾料。
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