專利名稱：負載型TiO₂的制備方法及基于光催化技術的汽車尾氣凈化器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種汽車尾氣凈化劑的制備方法及汽車尾氣凈化器，具體涉及一種負載型T^2的制備方法及基于光催化技術的汽車尾氣凈化器，屬于汽車尾氣凈化技術領域。
背景技術：
在我國大中城市空氣污染源中，汽車尾氣占到了 20 %至40%以上，汽車尾氣成分非常復雜，尾氣成分有100種以上，其主要污染物包括一氧化碳、碳氫化合物和氮氧化合物，這些污染物會對人體健康產(chǎn)生直接危害。根據(jù)測算一輛汽車行駛一年，排放的尾氣大約將近3噸，在人口稠密、汽車保有量高的大中城市，居民每年的汽車尾氣人均分擔率最高將達到一噸以上。面對汽車尾氣造成的嚴重空氣污染，尋求汽車尾氣的凈化變得異常迫切。 TiO2光催化技術是一種新興的污染物控制技術，光催化方法作為高級氧化技術的一種，其是利用光生強氧化劑將有機污染物徹底氧化為H20、CO2等小分子，此法能處理多種污染物， 適用范圍廣，特別是對難降解的有機物具有很好的氧化分解作用，是一種非常有前途的污染治理技術，因而近年來受到廣泛關注。常規(guī)的三元催化器易堵塞，當汽車發(fā)動機在中低轉速下工作時對汽車的動力影響很大，易造成發(fā)動衰減，有些駕駛員甚至會為了提高汽車的動力將三元催化器全部或部分拆掉，汽車尾氣不經(jīng)處理直接排放，對空氣造成了很大的污染?，F(xiàn)有的三元催化器對汽車尾氣中污染物的去除率也很低。另外，三元催化器的催化劑大多為鉬(Pt)、鈀(Pd)、銠(1 ) 等稀有金屬制成，成本高，當三元催化器廢棄后，處理不當會造成環(huán)境的重金屬污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的三元催化器易堵塞而造成發(fā)動衰減、汽車尾氣中污染物的去除率低的問題，以及現(xiàn)有的三元催化器的催化劑成本高和易造成環(huán)境的重金屬污染的問題，進而提供一種負載型TiO2的制備方法及基于光催化技術的汽車尾氣凈化器。本發(fā)明的技術方案是負載型T^2的制備方法的具體步驟為步驟一、制備混合液，所述混合液是按體積份數(shù)比由10 20份鈦酸丁酯、2 8份蒸餾水、1份硝酸和40 150份乙醇混合而成；步驟二、攪拌混合液15分鐘，并陳化2 6小時；步驟三、將石英玻璃球、石英玻璃片、陶瓷片、陶瓷球、鋁片中的一種或多種組合按任意比加入到陳化后的混合液中，充分攪拌后，制得負載型TW2坯；步驟四、取出負載型TiA坯，自然風干2小時，然后放入馬弗爐中于200 500攝氏度下煅燒1 4小時。本發(fā)明的技術方案是基于光催化技術的汽車尾氣凈化器包括外殼、第一隔網(wǎng)、 第二隔網(wǎng)、進氣管、排氣管、負載型二氧化鈦、多個石英管、多個紫外線燈管、多個第一石英塞和多個第二石英塞，所述外殼的一端內(nèi)壁上安裝有第一隔網(wǎng)，外殼的另一端內(nèi)壁上安裝有第二隔網(wǎng)，與第一隔網(wǎng)臨近的外殼端板上安裝有進氣管，與第二隔網(wǎng)臨近的外殼端板上安裝有排氣管，第一隔網(wǎng)和與第一隔網(wǎng)臨近的外殼端板之間形成進氣腔，第二隔網(wǎng)和與第二隔網(wǎng)臨近的外殼的端板之間形成排氣腔，第一隔網(wǎng)上開有多個第一安裝孔，第二隔網(wǎng)上開有多個第二安裝孔，所述多個石英管水平置于外殼內(nèi)，石英管的一端外壁與第一隔網(wǎng)的第一安裝孔密封連接，石英管的另一端外壁與第二隔網(wǎng)的第二安裝孔密封連接，每個石英管內(nèi)設置有一個紫外線燈管，紫外線燈管位于第一隔網(wǎng)的一端通過第一石英塞與石英管連接，紫外線燈管位于第二隔網(wǎng)的一端通過第二石英塞與石英管連接，紫外線燈管通過導線與外部電源建立電連接，所述石英管、外殼、第一隔網(wǎng)和第二隔網(wǎng)之間填充有負載型二氧化鈦。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下有益效果一、本發(fā)明中的負載型二氧化鈦在紫外線燈管發(fā)出的紫外線光的照射下，產(chǎn)生高氧化性中間態(tài)產(chǎn)物(此產(chǎn)物是什么，請舉例)，以此提高汽車尾氣中污染物的去除率，去除率可達到96% ；二、本發(fā)明的凈化器自身空氣阻力小，消除了對汽車動力產(chǎn)生的影響；三、本發(fā)明采用負載型二氧化鈦，成本低，消除了潛在的重金屬污染問題。四、本發(fā)明的凈化器結構簡單，適于大規(guī)模的生產(chǎn)，便于推廣應用。


圖1是本發(fā)明的汽車尾氣凈化器的整體結構主剖視圖(圖中空心箭頭表示氣體走向，實心箭頭表示紫外線燈管發(fā)射的紫外線)，圖2是圖1的A-A階梯剖視圖，圖3是第一隔網(wǎng)2、第二隔網(wǎng)3、石英管7、紫外線燈管8、第一石英塞9和第二石英塞10的位置安裝關系圖，圖4是圖3的C處局部放大圖，圖5是圖3的B處局部放大圖，圖6是第一隔網(wǎng)2的結構示意圖，圖7是第二隔網(wǎng)3的結構示意圖，圖8是第二石英塞10的主視圖，圖9是第二石英塞10的右視圖。
具體實施例方式具體實施方式
一本實施方式的負載型TiA的制備方法為步驟一、制備混合液，所述混合液是按體積份數(shù)比由10 20份鈦酸丁酯、2 8份蒸餾水、1份硝酸和40 150份乙醇混合而成；步驟二、攪拌混合液15分鐘，并陳化2 6小時；步驟三、將石英玻璃球、石英玻璃片、陶瓷片、陶瓷球、鋁片中的一種或多種組合按任意比加入到陳化后的混合液中，充分攪拌后，制得負載型TW2坯；步驟四、取出負載型TiA坯，自然風干2小時，然后放入馬弗爐中于200 500攝氏度下煅燒1 4小時。本實施方式中的負載型T^2是采用溶膠-凝膠法制備的。
具體實施方式
二 本實施方式的步驟一中混合液是按體積份數(shù)比由10 16份鈦酸丁酯、2 5份蒸餾水、1份硝酸和40 100份乙醇混合而成。其它步驟與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三本實施方式的步驟一中混合液是按體積份數(shù)比由16 20份鈦酸丁酯、5 8份蒸餾水、1份硝酸和100 150份乙醇混合而成。其它步驟與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
四本實施方式的步驟二中的陳化時間為2 4小時。其它步驟與具體實施方式
一、二或三相同。
具體實施方式
五本實施方式的步驟二中的陳化時間為4 6小時。其它步驟與具體實施方式
一、二或三相同。
具體實施方式
六本實施方式的步驟四中將負載型T^2坯放入馬弗爐中于200 350攝氏度下煅燒2 4小時。其它步驟與具體實施方式
一、二、三、四或五相同。
具體實施方式
七本實施方式的步驟四中將負載型TW2坯放入馬弗爐中于350 500攝氏度下煅燒1 2小時。其它步驟與具體實施方式
一、二、三、四或五相同。
具體實施方式
八本實施方式的步驟一中混合液是按體積份數(shù)比由15份鈦酸丁酯、6份蒸餾水、1份硝酸和80份乙醇混合而成；步驟二中的陳化時間為3小時；步驟四中將負載型T^2坯放入馬弗爐中于300攝氏度下煅燒2小時。其它步驟與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
九本實施方式的步驟一中混合液是按體積份數(shù)比由10份鈦酸丁酯、8份蒸餾水、1份硝酸和120份乙醇混合而成；步驟二中的陳化時間為2小時；步驟四中將負載型TiO2坯放入馬弗爐中于400攝氏度下煅燒1小時。其它步驟與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
十結合圖1至圖7說明本實施方式，本實施方式的基于光催化技術的汽車尾氣凈化器包括外殼1、第一隔網(wǎng)2、第二隔網(wǎng)3、進氣管4、排氣管5、負載型二氧化鈦6、多個石英管7、多個紫外線燈管8、多個第一石英塞9和多個第二石英塞10，所述外殼 1的一端內(nèi)壁上安裝有第一隔網(wǎng)2，外殼1的另一端內(nèi)壁上安裝有第二隔網(wǎng)3，與第一隔網(wǎng)2 臨近的外殼1端板上安裝有進氣管4，與第二隔網(wǎng)3臨近的外殼端板上安裝有排氣管5，第一隔網(wǎng)2和與第一隔網(wǎng)2臨近的外殼1端板之間形成進氣腔11，第二隔網(wǎng)3和與第二隔網(wǎng) 3臨近的外殼1的端板之間形成排氣腔12，第一隔網(wǎng)2上開有多個第一安裝孔2-1，第二隔網(wǎng)3上開有多個第二安裝孔3-1，所述多個石英管7水平置于外殼1內(nèi)，石英管7的一端外壁與第一隔網(wǎng)2的第一安裝孔2-1密封連接，石英管7的另一端外壁與第二隔網(wǎng)3的第二安裝孔3-1密封連接，每個石英管7內(nèi)設置有一個紫外線燈管8，紫外線燈管8位于第一隔網(wǎng)2的一端通過第一石英塞9與石英管7連接，紫外線燈管8位于第二隔網(wǎng)3的一端通過第二石英塞10與石英管7連接，紫外線燈管8通過導線與外部電源建立電連接，所述石英管7、外殼1、第一隔網(wǎng)2和第二隔網(wǎng)3之間填充有負載型二氧化鈦6。本實施方式中的負載型二氧化鈦6是采用具體實施方式
一、二、三、四、五、六、七、 八或九中所述方法制備的。
具體實施方式
十一結合圖1和圖2說明本實施方式，本實施方式的外殼1為鋼質外殼，外殼1的橫截面形狀為長方形或橢圓形。如此設置，便于生產(chǎn)制造，成本低廉，使用壽命長。其它組成和連接關系與具體實施方式
十相同。
具體實施方式
十二結合圖1說明本實施方式，本實施方式的第一隔網(wǎng)2通過螺栓安裝在外殼1的內(nèi)壁上，第二隔網(wǎng)3焊接在外殼1的內(nèi)壁上。如此設置，便于凈化裝置的拆裝。其它組成和連接關系與具體實施方式
十或十一相同。
具體實施方式
十三結合圖1至圖7說明本實施方式，本實施方式的第一隔網(wǎng)2和第二隔網(wǎng)3均為鋼質隔網(wǎng)。如此設置，便于生產(chǎn)制造，成本低廉，使用壽命長。其它組成和連接關系與具體實施方式
十、十一或十二相同。
具體實施方式
十四結合圖1至圖3說明本實施方式，本實施方式的紫外線燈管8 的紫外線波長為200 400nm。如此設置，汽車尾氣中污染物的去除率更高，可達到98%。 其它組成和連接關系與具體實施方式
十、十一、十二或十三相同。
具體實施方式
十五結合圖8和圖9說明本實施方式，本實施方式的第二石英塞 10上開有多個散熱孔10-1，散熱孔10-1的軸線與第二石英塞10的軸線平行。如此設置， 便于紫外線燈管8的熱量及時散發(fā)。其它組成和連接關系與具體實施方式
十、十一、十二、 十三或十四相同。
權利要求
1.一種負載型TW2的制備方法，其特征在于負載型TW2的制備方法的具體步驟為步驟一、制備混合液，所述混合液是按體積份數(shù)比由10 20份鈦酸丁酯、2 8份蒸餾水、1份硝酸和40 150份乙醇混合而成；步驟二、攪拌混合液15分鐘，并陳化2 6小時；步驟三、將石英玻璃球、石英玻璃片、陶瓷片、陶瓷球、鋁片中的一種或多種組合按任意比加入到陳化后的混合液中，充分攪拌后，制得負載型TW2坯；步驟四、取出負載型T^2坯，自然風干2小時，然后放入馬弗爐中于200 500攝氏度下煅燒1 4小時。
2.根據(jù)權利要求1所述的負載型T^2的制備方法，其特征在于步驟一中混合液是按體積份數(shù)比由10 16份鈦酸丁酯、2 5份蒸餾水、1份硝酸和40 100份乙醇混合而成。
3.根據(jù)權利要求1所述的負載型TiA的制備方法，其特征在于步驟一中混合液是按體積份數(shù)比由16 20份鈦酸丁酯、5 8份蒸餾水、1份硝酸和100 150份乙醇混合而成。
4.根據(jù)權利要求1所述的負載型TiO2的制備方法，其特征在于步驟一中混合液是按體積份數(shù)比由15份鈦酸丁酯、6份蒸餾水、1份硝酸和80份乙醇混合而成；步驟二中的陳化時間為3小時；步驟四中將負載型T^2坯放入馬弗爐中于300攝氏度下煅燒2小時。
5.根據(jù)權利要求1所述的負載型TiA的制備方法，其特征在于步驟一中混合液是按體積份數(shù)比由10份鈦酸丁酯、8份蒸餾水、1份硝酸和120份乙醇混合而成；步驟二中的陳化時間為2小時；步驟四中將負載型TiO2坯放入馬弗爐中于400攝氏度下煅燒1小時。
6.一種基于光催化技術的汽車尾氣凈化器，其特征在于它包括外殼(1)、第一隔網(wǎng) (2)、第二隔網(wǎng)(3)、進氣管(4)、排氣管(5)、負載型二氧化鈦(6)、多個石英管(7)、多個紫外線燈管(8)、多個第一石英塞(9)和多個第二石英塞(10)，所述外殼(1)的一端內(nèi)壁上安裝有第一隔網(wǎng)O)，外殼⑴的另一端內(nèi)壁上安裝有第二隔網(wǎng)(3)，與第一隔網(wǎng)(2)臨近的外殼(1)端板上安裝有進氣管G)，與第二隔網(wǎng)( 臨近的外殼端板上安裝有排氣管(5)， 第一隔網(wǎng)⑵和與第一隔網(wǎng)⑵臨近的外殼⑴端板之間形成進氣腔(11)，第二隔網(wǎng)⑶ 和與第二隔網(wǎng)(3)臨近的外殼(1)的端板之間形成排氣腔(12)，第一隔網(wǎng)(2)上開有多個第一安裝孔0-1)，第二隔網(wǎng)(3)上開有多個第二安裝孔(3-1)，所述多個石英管(7)水平置于外殼(1)內(nèi)，石英管(7)的一端外壁與第一隔網(wǎng)( 的第一安裝孔(2-1)密封連接，石英管(7)的另一端外壁與第二隔網(wǎng)(3)的第二安裝孔(3-1)密封連接，每個石英管(7)內(nèi)設置有一個紫外線燈管(8)，紫外線燈管(8)位于第一隔網(wǎng)( 的一端通過第一石英塞(9) 與石英管(7)連接，紫外線燈管(8)位于第二隔網(wǎng)( 的一端通過第二石英塞(10)與石英管(7)連接，紫外線燈管(8)通過導線與外部電源建立電連接，所述石英管(7)、外殼(1)、 第一隔網(wǎng)( 和第二隔網(wǎng)( 之間填充有負載型二氧化鈦(6)。
7.根據(jù)權利要求6所述的基于光催化技術的汽車尾氣凈化器，其特征在于外殼(1) 為鋼質外殼，外殼(1)的橫截面形狀為長方形或橢圓形。
8.根據(jù)權利要求6或7所述的基于光催化技術的汽車尾氣凈化器，其特征在于第一隔網(wǎng)( 通過螺栓安裝在外殼(1)的內(nèi)壁上，第二隔網(wǎng)( 焊接在外殼(1)的內(nèi)壁上，第一隔網(wǎng)(2)和第二隔網(wǎng)(3)均為鋼質隔網(wǎng)。
9.根據(jù)權利要求8所述的基于光催化技術的汽車尾氣凈化器，其特征在于紫外線燈管(8)的紫外線波長為200 400nm。
10.根據(jù)權利要求6、7或9所述的基于光催化技術的汽車尾氣凈化器，其特征在于第二石英塞(10)上開有多個散熱孔(10-1)，散熱孔(10-1)的軸線與第二石英塞(10)的軸線平行。
全文摘要
負載型TiO2的制備方法及基于光催化技術的汽車尾氣凈化器，屬于汽車尾氣凈化技術領域。本發(fā)明為了解決現(xiàn)有的三元催化器易堵塞而造成發(fā)動衰減、尾氣中污染物去除率低的問題，及三元催化器的催化劑成本高和易造成環(huán)境重金屬污染的問題。制備方法制備混合液；攪拌混合液，陳化；將石英玻璃球、石英玻璃片、陶瓷片、陶瓷球、鋁片中的一種或多種的組合加入到陳化后的混合液中，充分攪拌后取出，風干，放入馬弗爐中煅燒。凈化器外殼的兩端內(nèi)壁上各裝有一個隔網(wǎng)，多個石英管水平置于外殼內(nèi)，每個石英管內(nèi)設置有一個紫外線燈管，紫外線燈管通過石英塞與石英管連接，石英管、外殼、第一隔網(wǎng)和第二隔網(wǎng)之間填充有負載型二氧化鈦。本發(fā)明用于汽車尾氣凈化中。
文檔編號B01J21/06GK102247824SQ201110126089
公開日2011年11月23日 申請日期2011年5月16日 優(yōu)先權日2011年5月16日
發(fā)明者李旭春, 楊友富, 楊友強, 涂敏, 馬軍, 高國瀛 申請人:哈爾濱工業(yè)大學