[發明專利]一種光催化鈦酸鋅多孔陶瓷及其制備方法和用途

有效

• 申請號: 201611107946.3
• 申請日: 2016-12-06
• 公開（公告）號: CN106588092B
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發明（設計）人: 王英杰;藍德均;李金鳳;陳孝娥;崔旭梅;萬書權
• 申請（專利權）人: 攀枝花學院
• 主分類號: C04B38/06
• 分類號: C04B38/06;C04B35/462;B01J35/00;B01J23/06
• 代理公司: 51124 成都虹橋專利事務所(普通合伙)
• 代理人: 高蕓

本發明屬于化工領域，涉及一種光催化鈦酸鋅多孔陶瓷及其制備方法和用途。尤其涉及一種不用另外負載催化劑就具備直接光催化性能的鈦酸鋅多孔陶瓷。本發明光催化鈦酸鋅多孔陶瓷的制備方法，是采用傳統氧化物混合燒結法制備鈦酸鋅系多孔陶瓷，包括如下步驟：A、原料準備；B、造粒、壓制成型；C.燒結。通過控制二氧化鈦、氧化鋅、助熔劑、造孔劑等原料的加入量，調節燒結溫度、保溫時間以及升溫速率等，使燒結的多孔陶瓷具備較好的開孔率、耐腐蝕性以及光催化性能。

技術領域

本發明屬于化工領域，涉及一種光催化鈦酸鋅多孔陶瓷及其制備方法和用途。尤其涉及一種不用另外負載催化劑就具備直接光催化性能的鈦酸鋅多孔陶瓷。

背景技術

多孔陶瓷材料是一類重要的陶瓷材料，它特有的三維多孔結構使其具有高孔隙率、良好的化學穩定性、小體積密度以及低導熱性等特點，從而被廣泛應用于眾多領域。多孔陶瓷又稱為微孔陶瓷，是一種新型陶瓷材料，是由骨料、粘結劑和造孔劑等組分經過高溫燒制而成的，具有三維立體網絡骨架結構的陶瓷體。

多孔陶瓷內部均勻分布著相互貫通的微孔或孔洞，因此其具有孔隙率高、體積密度小、比表面積大及獨特的物理表面性質，加之陶瓷材料特有的耐高溫、耐腐蝕、高的化學穩定性和尺寸的穩定性，使多孔陶瓷這一綠色材料可以在氣體和液體過濾、凈化分離、化工催化載體、吸聲減震、高級保溫材料、生物醫用植人材料、特種墻體材料和傳感器材料等多方面得到廣泛應用。制備工藝有添加造孔劑工藝，顆粒堆積成型工藝，發泡工藝，有機泡沫浸漬工藝，溶膠-凝膠工藝等傳統制備工藝及孔梯度制備方法、離子交換法等新制備工藝等。

由于目前有關多孔陶瓷和光催化相關的研究尚且停留在將多孔陶瓷作為光催化劑的載體，而不直接具有光催化作用，具有催化活性體系組分單一，且燒結溫度高、能耗較大等缺點。目前也未見將鈦酸鋅制備成多孔陶瓷的相關文獻報道，而且多孔陶瓷直接具備光催化活性的案例也較為稀少，多是將多孔陶瓷作為催化劑載體應用。本發明的發明人設想若能通過改變相關條件使材料體系皆具有光催化活性，且讓多孔陶瓷載體本身具有催化性不需要額外負載催化劑，以及降低陶瓷燒結溫度，則生產工藝將大大簡化，實現制備成本的降低和制備步驟的簡化。

發明內容

本發明所解決的技術問題是提供一種以鈦酸鋅作為主料制備的多孔陶瓷，該多孔陶瓷具有直接光催化性能。

本發明光催化鈦酸鋅多孔陶瓷的制備方法，是通過控制二氧化鈦、氧化鋅、助熔劑、造孔劑等原料的加入量，調節燒結溫度、保溫時間以及升溫速率等，使燒結的多孔陶瓷具備較好的開孔率、耐腐蝕性以及光催化性能。

本發明光催化鈦酸鋅多孔陶瓷的制備方法，是采用傳統氧化物混合燒結法制備鈦酸鋅系多孔陶瓷，包括如下步驟：

A、原料準備：

(1)稱取二氧化鈦、氧化鋅和助熔劑，混勻；然后加入煤粉、氯化銨和氯化鈉，混勻，得固體物料；

(2)粘結劑的配制：粘結劑加水完全溶解制成粘稠透明溶液，即得到粘結劑溶液，冷卻后密封待用；

B、造粒、壓制成型：

將步驟A(1)所得固體物料加入步驟A(2)所得粘結劑溶液，混合均勻，制成0.2-0.5mm的顆粒，然后壓制成形，干燥即得陶瓷胚體；

C.燒結：

將壓制所得陶瓷胚體進行燒結，冷卻，即得鈦酸鋅多孔陶瓷。

上述技術方案中，步驟A(1)所述二氧化鈦、氧化鋅和助熔劑按重量配比稱?。憾趸?0-30份，氧化鋅1-7份，助熔劑0.2-6份。

上述技術方案中，步驟A(1)所述混勻二氧化鈦、氧化鋅和助熔劑是采用濕法研磨混勻，干燥后再與煤粉、氯化銨和氯化鈉混勻。其中，所述干燥優選采用恒溫干燥。具體的，恒溫干燥的條件：溫度為80-130℃，干燥時間為30-100min。