一種用于新風(fēng)機中去除臭氧的光催化技術(shù)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于新風(fēng)機中利用光催化技術(shù)分解臭氧，解決室內(nèi)空氣臭氧超標的方法。利用水熱合成法制備具有介孔結(jié)構(gòu)、高光催化活性的TiO2材料，利用該方法制備的光催化劑具有介孔結(jié)構(gòu)，而且具有高效去除甲醛的光催化效率。其特征在于制備方法如下：將一定量的鈦醇鹽溶解于無水乙醇，制備得溶液A；將質(zhì)量百分含量為15～35％的模板劑和質(zhì)量百分含量為10％～25％的螯合劑(以占鈦醇鹽原料的質(zhì)量百分含量計算)溶解于去離子水，制備得溶液B；將A和B溶液混合制得懸浮液，并移入有聚四氟乙烯內(nèi)襯的晶化反應(yīng)釜，150～220℃下反應(yīng)6～24h后，將反應(yīng)釜冷卻至室溫，將反應(yīng)產(chǎn)物離心分離出沉淀，用去離子水和無水乙醇清洗5?10次，抽濾得到的樣品在100?120℃烘箱內(nèi)干燥12～24h，獲得粉體，以1～5℃/min升溫至450?650℃馬弗爐中焙燒3～5h，獲得具有介孔結(jié)構(gòu)的TiO2光催化劑。
【專利說明】
一種用于新風(fēng)機中去除臭氧的光催化技術(shù)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種在新風(fēng)機中利用光催化技術(shù)分解臭氧，解決室內(nèi)空氣臭氧超標的方法。
技術(shù)背景
[0002]臭氧在大氣頂層是有益的物質(zhì)，但是在近地面，強氧化性的臭氧卻對人類及環(huán)境產(chǎn)生很大的危害。它不僅對人體呼吸系統(tǒng)及其它生物有較大的危害，而且還是城市光化學(xué)煙霧的重要組分。資料顯示，可引起機體敏感性生理生化指標和人自覺癥狀指標變化的O3作用閾值濃度約為0.10?0.14mg/m3，當(dāng)室內(nèi)環(huán)境臭氧濃度達0.2mg/m3以上時，就會對人體產(chǎn)生危害。我國空氣(室內(nèi))質(zhì)量衛(wèi)生規(guī)范中規(guī)定，室內(nèi)空氣臭氧限值均值為I小時0.1mg/m3。所以，將室內(nèi)過量的臭氧進行處理，使其分解為無害的物質(zhì)是非常重要的。
[0003]目前，新風(fēng)機廣泛應(yīng)用于寫字樓、住房、百貨商店、銀行等不同建筑物中，實現(xiàn)將室外新鮮空氣與室內(nèi)污濁空氣不間斷置換，讓長時間待在室內(nèi)的人們能夠呼吸到新鮮空氣，而且新風(fēng)機內(nèi)設(shè)置過濾器，過濾器能夠濾除掉新鮮空氣中的細菌、顆粒物及有害物質(zhì)，保證引入室內(nèi)的新鮮空氣處于潔凈，進一步來說，新風(fēng)機內(nèi)還設(shè)置有熱交換器，使得排出的室內(nèi)空氣和引入的室外空氣之間進行換熱，實現(xiàn)室內(nèi)溫度的回收，避免冷熱能的浪費。但是，市場上大多新風(fēng)機中都裝有靜電除塵裝置，在運行過程中產(chǎn)生了大量的臭氧，導(dǎo)致室內(nèi)臭氧濃度超標，造成二次污染。本發(fā)明針對這一問題，在新風(fēng)機中利用光催化技術(shù)分解臭氧，解決臭氧超標問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明采用水熱合成法制備具有介孔結(jié)構(gòu)、高效光催化性能的1102光催化劑，將介孔T12制成直徑為2-3_的球形顆粒，裝入蜂窩狀濾網(wǎng)中，作為新風(fēng)機光催化組件使用。
[0005]水熱合成制備方法如下:(I)將一定量的鈦醇鹽溶解于無水乙醇，磁力攪拌使其完全溶解，制備得溶液A ; (2)將質(zhì)量百分含量為15?35%的模板劑和質(zhì)量百分含量為10%?25%的螯合劑(質(zhì)量百分含量均以某物質(zhì)占鈦醇鹽原料的質(zhì)量百分含量計算)溶解于去離子水，磁力攪拌使其完全溶解，制備得溶液B ; (3)將A和B溶液混合，攪拌，制得懸浮液；(4)將懸浮液移入帶有聚四氟乙烯內(nèi)襯的晶化反應(yīng)釜中，在150-220°C條件下反應(yīng)6?24h ; (5)待反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)釜冷卻至室溫，將反應(yīng)產(chǎn)物離心分離出沉淀，用去離子水和無水乙醇分別清洗5-10次，抽濾，得到的樣品在100-120°C烘箱內(nèi)干燥12?24h，獲得粉體，升溫速率控制在I?5°C /min，升溫至450-650°C的溫度下馬弗爐焙燒3?5h，獲得具有介孔結(jié)構(gòu)的1102光催化劑，研磨，壓片，再研磨過篩，得到直徑為2-3_的球形顆粒，并進行臭氧光催化分解反應(yīng)性能評價。
[0006]所述的鈦醇鹽為鈦酸四丁酯、鈦酸乙酯或鈦酸異丙酯中的一種；模板劑為十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)、十二烷基苯磺酸鈉(LAS)或乙二胺四乙酸(EDTA)中的一種；螯合劑為檸檬酸、檸檬酸鈉、酒石酸或蘋果酸中的一種或兩種。
【具體實施方式】
[0007]實施例1:
[0008]稱取18.9g鈦酸異丙酯溶于10mL去無水乙醇中，磁力攪拌使其完全溶解，將4.7g乙二胺四乙酸和2.Sg蘋果酸溶于50mL去離子水中，將兩種溶液混合形成懸浮液；將懸浮液移入帶有聚四氟乙烯內(nèi)襯的晶化反應(yīng)釜中，在180°C條件下反應(yīng)12h，待反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)釜冷卻至室溫，將反應(yīng)產(chǎn)物離心分離出沉淀，用去離子水和無水乙醇分別清洗6次，抽濾，得到的樣品在120°C烘箱內(nèi)干燥18h，獲得粉體，再在550°C的溫度下馬弗爐焙燒3h，升溫速率為5°C /min，獲得具有介孔結(jié)構(gòu)的1102光催化劑，研磨，壓片，再研磨過篩，得2_3_的球形顆粒，裝入蜂窩狀濾網(wǎng)中，進行臭氧光催化分解反應(yīng)性能評價，測得臭氧去除率為79.
[0009]實施例2:
[0010]稱取18.9g鈦酸異丙酯溶于10mL去無水乙醇中，磁力攪拌使其完全溶解，將4.Sg十六烷基三甲基溴化銨，2.5g檸檬酸和2.3g檸檬酸鈉溶于50mL去離子水中，將兩種溶液混合形成懸浮液；將懸浮液移入帶有聚四氟乙烯內(nèi)襯的晶化反應(yīng)釜中，在200°C條件下反應(yīng)12h，待反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)釜冷卻至室溫，將反應(yīng)產(chǎn)物離心分離出沉淀，用去離子水和無水乙醇分別清洗6次，抽濾，得到的樣品在110°C烘箱內(nèi)干燥10h，獲得粉體，再在550°C的溫度下馬弗爐焙燒3h，升溫速率為4°C /min,獲得具有介孔結(jié)構(gòu)的1102光催化劑，研磨，壓片，再研磨過篩，得2-3mm的球形顆粒，裝入蜂窩狀濾網(wǎng)中，進行臭氧光催化分解反應(yīng)性能評價，測得臭氧去除率為88.6%。
[0011]實施例3:
[0012]稱取14.6g鈦酸四丁酯溶于10mL去無水乙醇中，磁力攪拌使其完全溶解，將2.2g十六烷基三甲基溴化銨和1.5g檸檬酸溶于50mL去離子水中，將兩種溶液混合形成懸浮液；將懸浮液移入帶有聚四氟乙烯內(nèi)襯的晶化反應(yīng)釜中，在150 °C條件下反應(yīng)8h，待反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)釜冷卻至室溫，將反應(yīng)產(chǎn)物離心分離出沉淀，用去離子水和無水乙醇分別清洗6次，抽濾，得到的樣品在IlOtC烘箱內(nèi)干燥12h，獲得粉體，再在450°C的溫度下馬弗爐焙燒3h，升溫速率為1°C /min，獲得具有介孔結(jié)構(gòu)的1102光催化劑，研磨，壓片，再研磨過篩，得2-3mm的球形顆粒，裝入蜂窩狀濾網(wǎng)中，進行臭氧光催化分解反應(yīng)性能評價，測得臭氧去除率為82.5%o
[0013]實施例4:
[0014]稱取14.6g鈦酸四丁酯溶于10mL去無水乙醇中，磁力攪拌使其完全溶解，將2.9g乙二胺四乙酸和2.2g檸檬酸溶于50mL去離子水中，將兩種溶液混合形成懸浮液；將懸浮液移入帶有聚四氟乙烯內(nèi)襯的晶化反應(yīng)釜中，在160°C條件下反應(yīng)6h，待反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)釜冷卻至室溫，將反應(yīng)產(chǎn)物離心分離出沉淀，用去離子水和無水乙醇分別清洗6次，抽濾，得到的樣品在110°C烘箱內(nèi)干燥12h，獲得粉體，再在450°C的溫度下馬弗爐焙燒3h，升溫速率為1°C /min，獲得具有介孔結(jié)構(gòu)的1102光催化劑，研磨，壓片，再研磨過篩，得2_3_的球形顆粒，裝入蜂窩狀濾網(wǎng)中，進行臭氧光催化分解反應(yīng)性能評價，測得臭氧去除率為89.
[0015]實施例5:
[0016]稱取11.1g鈦酸乙酯溶于10mL去無水乙醇中，磁力攪拌使其完全溶解，將3.9g十六烷基三甲基溴化銨，1.5g檸檬酸和1.3g檸檬酸鈉溶于50mL去離子水中，將兩種溶液混合形成懸浮液；將懸浮液移入帶有聚四氟乙烯內(nèi)襯的晶化反應(yīng)釜中，在220°C條件下反應(yīng)24h，待反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)釜冷卻至室溫，將反應(yīng)產(chǎn)物離心分離出沉淀，用去離子水和無水乙醇分別清洗10次，抽濾，得到的樣品在120°C烘箱內(nèi)干燥24h，獲得粉體，再在500°C的溫度下馬弗爐焙燒3h，升溫速率為1°C /min，獲得具有介孔結(jié)構(gòu)的1102光催化劑，研磨，壓片，再研磨過篩，得2-3mm的球形顆粒，裝入蜂窩狀濾網(wǎng)中，進行臭氧光催化分解反應(yīng)性能評價，測得臭氧去除率為91.3%。
[0017]實施例6:
[0018]稱取11.1g鈦酸乙酯溶于10mL去無水乙醇中，磁力攪拌使其完全溶解，將3.9g十二烷基苯磺酸鈉和2.Sg酒石酸溶于50mL去離子水中，將兩種溶液混合形成懸浮液；將懸浮液移入帶有聚四氟乙烯內(nèi)襯的晶化反應(yīng)釜中，在2000C條件下反應(yīng)12h，待反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)釜冷卻至室溫，將反應(yīng)產(chǎn)物離心分離出沉淀，用去離子水和無水乙醇分別清洗8次，抽濾，得到的樣品在IlOtC烘箱內(nèi)干燥12h，獲得粉體，再在500°C的溫度下馬弗爐焙燒3h，升溫速率為3°C /min,獲得具有介孔結(jié)構(gòu)的T12光催化劑，研磨，壓片，再研磨過篩，得2-3mm的球形顆粒，裝入蜂窩狀濾網(wǎng)中，進行臭氧光催化分解反應(yīng)性能評價，測得臭氧去除率為79.3%。
【主權(quán)項】
1.一種用于新風(fēng)機中利用光催化技術(shù)分解臭氧、具有介孔結(jié)構(gòu)的T12光催化劑的制備方法及應(yīng)用，其特征是具有如下工藝流程:采用簡捷、綠色環(huán)保的水熱合成法，將一定量的鈦醇鹽溶解于無水乙醇，磁力攪拌使其完全溶解，制備得溶液A ;將質(zhì)量百分含量為15?35%的模板劑和質(zhì)量百分含量為10%?25%的螯合劑(質(zhì)量百分含量均以某物質(zhì)占鈦醇鹽原料的質(zhì)量百分含量計算)溶解于去離子水，磁力攪拌使其完全溶解，制備得溶液B ;將A和B溶液混合，攪拌，制得懸浮液；將懸浮液移入帶有聚四氟乙烯內(nèi)襯的晶化反應(yīng)釜中，在一定溫度條件下反應(yīng)一段時間，待反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)釜冷卻至室溫，將反應(yīng)產(chǎn)物離心分離出沉淀，用去離子水和無水乙醇清洗數(shù)次，抽濾，得到的樣品在一定溫度烘箱內(nèi)干燥一段時間，獲得粉體，再以一定的升溫速率升溫至一定溫度下馬弗爐中焙燒一段時間，獲得具有介孔結(jié)構(gòu)的1102光催化劑，研磨，壓片，再研磨過篩，得20-40目顆粒，并進行甲醛氣體光催化降解反應(yīng)性能評價。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制備具有介孔結(jié)構(gòu)的T12光催化劑的方法，其特征在于，所用鈦醇鹽為鈦酸四丁酯、鈦酸乙酯或鈦酸異丙酯中的一種。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制備具有介孔結(jié)構(gòu)的T12光催化劑的方法，其特征在于，所用模板劑為十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)、十二烷基苯磺酸鈉(LAS)或乙二胺四乙酸(EDTA)中的一種。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制備具有介孔結(jié)構(gòu)的T12光催化劑的方法，其特征在于，所用螯合劑為檸檬酸、檸檬酸鈉、酒石酸或蘋果酸中的一種或兩種。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制備具有介孔結(jié)構(gòu)的T12光催化劑的方法，其特征在于，所用模板劑質(zhì)量百分含量為15?35%。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制備具有介孔結(jié)構(gòu)的T12光催化劑的方法，其特征在于，所用螯合劑質(zhì)量百分含量為10?25%。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制備具有介孔結(jié)構(gòu)的T12光催化劑的方法，其特征在于，反應(yīng)溫度為150?220 °C。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制備具有介孔結(jié)構(gòu)的T12光催化劑的方法，其特征在于，反應(yīng)時間為6?24h。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制備具有介孔結(jié)構(gòu)的T12光催化劑的方法，其特征在于，用去離子水和無水乙醇分別清洗次數(shù)為5?10次。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制備具有介孔結(jié)構(gòu)的T12光催化劑的方法，其特征在于，干燥溫度為100?120°C。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制備具有介孔結(jié)構(gòu)的T12光催化劑的方法，其特征在于，干燥時間為12?24h。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制備具有介孔結(jié)構(gòu)的T12光催化劑的方法，其特征在于，焙燒溫度升溫速率為I?5°C /min。13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制備具有介孔結(jié)構(gòu)的T12光催化劑的方法，其特征在于，焙燒溫度為450?650 °C。14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制備具有介孔結(jié)構(gòu)的T12光催化劑的方法，其特征在于，焙燒時間為3?5h。
【文檔編號】B01D53/66GK106031866SQ201510121298
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2015年3月16日
【發(fā)明人】丁建飛, 陳桂太, 胡慶春, 王新
【申請人】江蘇挪佰瑞空品科技有限公司