[發(fā)明專利]一種甲醛降解實(shí)驗(yàn)艙、實(shí)驗(yàn)方法及用光催化劑降解甲醛的應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710268455.5
• 申請(qǐng)日: 2017-04-23
• 公開（公告）號(hào): CN106984188A
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂陽(yáng);王海峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 王海峰
• 主分類號(hào): B01D53/86
• 分類號(hào): B01D53/86;B01D53/72;B01L1/00;B01L1/02;B01J27/04;B01J27/053;B01J23/72
• 代理公司: 大連星海專利事務(wù)所21208
• 代理人: 花向陽(yáng),楊翠翠

1.一種甲醛降解實(shí)驗(yàn)艙，它包括一個(gè)設(shè)有艙門（7）的實(shí)驗(yàn)艙，其特征是：它還包括空氣泵（1）、針閥（3）和緩沖容器（4），所述實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)設(shè)有兩個(gè)小型風(fēng)扇（6），在實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)的上部設(shè)有一個(gè)排氣口（8）、日光燈管（9）和承載體（10），所述空氣泵（1）通過管道依次連接針閥（3）、緩沖容器（4）、控制閥（5）和實(shí)驗(yàn)艙。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種甲醛降解實(shí)驗(yàn)艙的實(shí)驗(yàn)方法，其特征是：在實(shí)驗(yàn)開始前，打開艙門（7），將光催化劑承載體（10）掛在實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)支架上，關(guān)閉艙門（7）、打開針閥（3）、控制閥（5）及排氣口（8），使用空氣泵（1）打氣清潔實(shí)驗(yàn)艙，然后關(guān)閉排氣口（8），將少量脫脂棉塞入針閥（3）中，使用進(jìn)樣針（2）往脫脂棉中注射甲醛，甲醛氣體在緩沖容器（4）中緩存一段時(shí)間，然后開啟空氣泵（1）往實(shí)驗(yàn)艙中進(jìn)樣，一段時(shí)間后關(guān)掉空氣泵（1）電源，并關(guān)閉控制閥（5），此時(shí)甲醛氣體進(jìn)入實(shí)驗(yàn)艙中，通過控制進(jìn)樣針（2）的進(jìn)樣量和針閥（3）、控制閥（5）的開閉控制實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)甲醛濃度不大于1.5mg/m³，打開小型風(fēng)扇（6）攪動(dòng)實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)空氣，使甲醛均勻分布于實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)，此時(shí)打開日光燈管（9）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，計(jì)時(shí)并檢測(cè)甲醛濃度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的甲醛降解實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)用光催化劑降解甲醛的應(yīng)用，其特征是：包括以下步驟：

（1）將光催化劑置于含有甲醛的實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)，光催化劑的濃度為0.1-0.5mg/m³；實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)的甲醛濃度不大于1.5 mg/m³；

（2）采用光源對(duì)光催化劑進(jìn)行照射，光源采用日光燈管；

所述光催化劑包括Cd_xMn_1-xS、Cu_y-TiO₂和SO₄^2-修飾Co_z-TiO₂，其中：x 代表Cd的摻雜量，1-x代表Mn的摻雜量，x為摩爾百分?jǐn)?shù)；y為摩爾百分?jǐn)?shù)代表銅摻雜量，z為摩爾百分?jǐn)?shù)代表銅摻雜量；x的取值范圍0.4-0.6，y的取值范圍1.0-3.0，z的取值范圍1.5-2.5；

所述Cu-TiO₂光催化劑的制備方法為：劇烈攪拌下，將5mL鈦酸四丁酯和20mL無水乙醇混合溶液緩慢滴入10mL蒸餾水、10mL乙醇和2mL冰醋酸的混合液中進(jìn)行水解，滴加完畢后繼續(xù)攪拌得到透明的溶膠，在室溫下靜置陳化形成凝膠；80℃干燥12h后置于馬弗爐中500℃焙燒2小時(shí)，得到未摻雜TiO₂粉體；再將5mL鈦酸四丁酯和10mL無水乙醇混合溶液緩慢滴入10mLCuCl₂、10mL乙醇和2mL冰醋酸的混合液中進(jìn)行水解，滴加完畢后繼續(xù)攪拌得到透明的溶膠，在室溫下靜置陳化形成凝膠；80℃干燥12h后置馬弗爐中500℃焙燒2小時(shí)，得到Cu_y-TiO₂粉體，其中y為摩爾百分?jǐn)?shù)代表銅摻雜量，根據(jù)加入CuCl₂濃度不同y的取值范圍是1.0-3.0；

所述SO₄^2-修飾Co-TiO₂光催化劑的制備方法為：將5 mL鈦酸四丁酯加入到20 mL無水乙醇中，充分?jǐn)嚢?0 min得到溶液A；再將5 mL無水乙醇、5 mL去離子水和1 mL濃硝酸混合均勻得到溶液B；劇烈攪拌下，將A溶液逐滴加入到溶液B中，滴加完畢后繼續(xù)攪拌3 h得到透明溶膠；室溫下自然陳化5 h并在80 ℃干燥24 h，得到淡黃色干膠粒；研磨后，在500℃焙燒5 h制得純TiO₂粒子；再將5 mL無水乙醇、5 mL硝酸鈷水溶液和1 mL濃硝酸混合均勻得到溶液C；劇烈攪拌下，將A溶液逐滴加入到溶液C中，滴加完畢后繼續(xù)攪拌3 h得到透明溶膠；室溫下自然陳化5 h并在80 ℃干燥24 h；制得Co摻雜的TiO₂粒子，并用10%濃度的H₂SO₄溶液將所制備的Co浸漬12 h，并在80 ℃下烘干，研磨；以500℃將其焙燒3 h，得到SO₄^2-修飾Co_z-TiO₂， z為摩爾百分?jǐn)?shù)代表銅摻雜量，根據(jù)加入硝酸鈷水溶液濃度，z的取值范圍是1.5-2.5；

所述Cd_xMn_1-xS光催化劑的制備方法為：將硝酸鎘Cd(NO₃)₂·6H₂O、乙酸錳C₄H₆MnO₄·4H₂O和硫脲溶解在水-溶劑中，在室溫下持續(xù)攪拌60min后，將溶液轉(zhuǎn)入到100mL的聚四氟乙烯反應(yīng)釜中，密封；置于室溫條件下冷卻，通過抽慮分離出沉淀、水洗、醇洗各三次后，將產(chǎn)物于80℃烘箱中24h烘干，研磨；得到Cd_xMn_1-xS催化劑，其中x 代表Cd的摻雜量，1-x代表Mn的摻雜量，x為摩爾百分?jǐn)?shù)，x的取值范圍是0.4-0.6。