[发明专利]一种分散相材料增强块体光催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种催化剂的制备方法，特别涉及一种分散相材料增强块体光催化剂的制备方法。

背景技术

当今社会，环境污染已成为亟待解决的全球性问题，光催化技术由于其在环境净化中的潜在应用逐渐引起了科学界的广泛关注(R.Quesada-Cabrera,et al.,Applied Catalysis B,2014,160,582-588.)。光催化技术是指光催化材料在紫外光或可见光的照射下其内部的电子-空穴将发生分离，在催化材料表面产生的羟基自由基·OH、超氧离子·O₂^-、氢过氧基·HO₂等活性基团，能够将有机物直接氧化为CO₂和H₂O等无机小分子(J.Yang,et al.,J.Phys.Chem.B,2005,109,21900-21907.)。光催化技术的关键是制备活性高、光谱响应范围宽、成本低廉的光催化剂。

目前光催化剂在实际应用时还存在以下问题：

1.在光催化反应中，需要不断搅拌使得催化剂与污染物进行接触，否则催化剂会自然沉降到容器的底部，而这在大规模的污水处理应用时难以实现；

2.催化剂难以回收利用；

3.搅拌/曝气的光催化污水处理技术有吨水处理量小、占地面积大、序批式运行的缺点。这些缺点一定程度上制约了光催化技术的实际应用。

为了克服光催化过程需要搅拌和光催化剂难以回收利用的缺点，而制备块体催化剂并将其固定到光催化装置中，并使用紫外光照射块体催化剂，污水在流过催化剂的时候被降解为小分子(张利，谢洪勇，孙志国，一种塔式光催化装置及其催化方法，中国发明专利，申请号：201510733035.0)。84772833

谢洪勇等制备了块体催化剂(谢洪勇,孙志国,管传金.一种用发泡法制备块体光催化材料的方法,中国发明专利,专利号:ZL201310449930.0.)，但块体催化剂中，起催化作用的仅仅是催化剂的外表面，因而催化剂的内部可以使用较主催化剂更为廉价的材料。谢洪勇等制备的块体催化材料需要较高温度煅烧，高温煅烧可能会降低催化剂的活性，因而有必要提高块体的强度，且在较低的温度下即可成块。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种分散相材料增强块体光催化剂的制备方法，该方法简单、实用，流动的污水经污水泵抽进该装置中，在与催化剂接触时得到降解。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种分散相材料增强块体光催化剂的制备方法，包括：

(1)将一定比例的发泡剂与水混合，搅拌，产生大量的泡沫；按比例混合主催化剂粉末、无机黏结剂，混合均匀后，加入泡沫并搅拌，得到组分充分混合均匀的浆料；

(2)将分散相材料、松油醇加入到浆料中，同时加入泡沫，继续搅拌，待浆料变得粘稠后，将浆料倒入模具中，用铁板按压，保证其填充密实，且底部平滑；将模具放入马弗炉内煅烧一定时间，降温后拿出模具，取出模具内的块体光催化剂，即得。

在本发明的一个实施例中:所述步骤(1)中的主催化剂粉末为氧化钛、氧化锌、氧化锡、氧化铋中的任意一种或多种。

在本发明的一个实施例中:所述步骤(1)中的无机粘结剂剂为磷酸二氢钙、氧化锌中的任意一种或多种。

在本发明的一个实施例中:所述主催化剂粉末与无机粘结剂的质量比为1:1-5:1。

在本发明的一个实施例中:所述步骤(2)中的分散相材料为碎石屑、小段玻璃纤维、小段碳纤维中的任意一种或多种。

在本发明的一个实施例中:所述步骤(2)中的分散相材料的质量为制成后块体光催化剂的5％-50％，且放入(1)中浆料的内部。

在本发明的一个实施例中：所述步骤(2)中的煅烧温度为200-400℃，煅烧时间为60-240分钟。

通过上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明结构简单、使用方便，且制备方法简单，成本相对较低，块体光催化剂来源广，制备简单，能够大批量生产，且便于回收利用，使用本方法在较低温度下提高块体催化剂的强度，可望实现光催化技术降解污水的规模化处理。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。