[發明專利]空氣凈化用納米涂層多孔陶瓷材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202011380811.0
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN112409014B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 鄒臘年;郭玲瓊;張佩玉;黃鈺蓉;夏益鋒
• 申請（專利權）人: 紹興市上虞區武漢理工大學高等研究院
• 主分類號: C04B38/06
• 分類號: C04B38/06;C04B35/80;C04B35/10;C04B35/622;C04B35/624;B01D53/86
• 代理公司: 武漢紅觀專利代理事務所(普通合伙) 42247
• 代理人: 李季

本發明提出了一種空氣凈化用納米涂層多孔陶瓷材料及其制備方法，所述方法包括，分別將氧化鋁粉、殼聚糖、聚乙烯醇、TiC_0.3N_0.7晶須、鈦酸四丁酯和乙醇，混合攪拌均勻后加入球磨機中進行研磨制備漿液，然后在模具中固化成型得到多孔陶瓷，利用Bi₂MnO₆、納米氧化銀粉和硅溶膠制備得到催化劑分散體系，將多孔陶瓷浸沒在催化劑分散體系中，干燥后制備得到納米涂層多孔陶瓷材料。本發明的多孔陶瓷材料具有良好的顆粒過濾性能，同時在常規工作條件下能夠對空氣中的甲醛進行去除，具有良好的應用前景。

技術領域

本發明涉及空氣凈化技術領域，尤其涉及一種空氣凈化用納米涂層多孔陶瓷材料及其制備方法。

背景技術

受到空氣污染的影響，越來越多的人選擇使用空氣凈化設備對居住環境的空氣進行凈化處理，現有的空氣凈化設備工作原理主要包括物理吸附、機械過濾和化學反應型，物理吸附型相對更加環保，且原料和制備工藝均比較簡單，一般都是通過基板負載多孔材料制備而成，然而物理吸附的凈化效率低，且吸附的有毒有害物質容易脫附，造成二次污染。機械過濾則直接采用特定孔徑的過濾芯材對空氣進行過濾，過濾效果好，然而過濾芯材想要過濾小尺寸的污染物則需要投入更高成本，且過濾效果也會降低，同時機械過濾需要定期進行清理。化學反應型一般采用負載催化劑或觸媒的方式，對空氣中的有害物質進行吸附后催化反應，得到無害物質，過濾效果和污染物清理效果均比較好，但是想要催化劑或觸媒正常工作，一般需要一定的工作條件，例如高能光照射等，這同樣會給空氣凈化帶來條件限制，不利于推廣。

發明內容

有鑒于此，本發明提出了一種能夠在常規環境條件下進行空氣凈化的納米涂層多孔陶瓷材料及其制備方法。

本發明的技術方案是這樣實現的，本發明提供了一種空氣凈化用納米涂層多孔陶瓷材料及其制備方法，包括如下步驟：

步驟一、多孔陶瓷的制備，分別將氧化鋁粉、殼聚糖、聚乙烯醇、TiC0.3N0.7晶須、鈦酸四丁酯和乙醇，混合攪拌均勻后加入球磨機中進行研磨，研磨1-3h，完畢所得漿料加入到模具內，在惰性氣體氣氛下加熱至1000-1100℃，保溫處理4-6h，得到多孔陶瓷；

步驟二、制備冷觸媒，混合Bi2MnO6和納米氧化銀粉，投入球磨機內進行混合研磨，研磨0.5-1.5h，得到混合粉末，將混合粉末在氮氣氣氛下，加熱至400-500℃，燒結10-30min，得到復合催化劑，復合催化劑再次投入到球磨機內進行研磨，研磨0.5-1.5h，得到催化劑粉末，將催化劑粉末與硅溶膠混合攪拌均勻，得到冷觸媒膠體；

步驟三、制備納米涂層多孔陶瓷材料，將步驟一所得多孔陶瓷浸沒在步驟二的冷觸媒膠體中，超聲除泡1-2h，除泡完畢，取出多孔陶瓷，在氮氣氣氛下干燥至恒重，得到空氣凈化用納米涂層多孔陶瓷材料。

在以上技術方案的基礎上，優選的，步驟一中，所述氧化鋁粉：殼聚糖：聚乙烯醇：TiC0.3N0.7晶須：鈦酸四丁酯的質量比為1：(0.01-0.03)：(0.1-0.3)：(0.002-0.005)：(0.1-0.2)，所述乙醇的用量與其他原料用料比為1:1(v：m)。

在以上技術方案的基礎上，優選的，步驟一中，在惰性氣體氣氛下加熱至1000-1100℃的步驟包括，在10min內加熱至200℃，保溫處理10min，再在10min內加熱至400℃，保溫處理10min，再在10min內加熱至600℃，保溫處理10min，再在10min內加熱至800℃，保溫處理10min，再在20min內加熱至1000-1100℃，保溫處理4-6h，得到多孔陶瓷。

在以上技術方案的基礎上，優選的，步驟二中，所述Bi2MnO6粉和納米氧化銀粉的質量比為1：(1-1.5)。

在以上技術方案的基礎上，優選的，步驟二中，所述納米氧化銀粉的粒徑為100-300nm。