去离子水中，混合搅拌得到溶液B，其中尿素:Gd(NO3)2.6H20:无水乙醇:去离子水= 0.52:0.35:20.8:0.45(质量比)；③将A液缓慢滴加至置于冰水浴的B液中，不断搅拌得到掺杂T12溶胶，继续搅拌
0.5h0
[0078](3)共掺杂T12溶胶的负载
[0079]将实施例1制得的半透明蜂窝陶瓷载体之一分别用稀酸、稀碱、乙醇、蒸馏水超声清洗，干燥后浸渍于上述制备的掺杂T12溶胶中，采用浸渍-提拉法在载体上负载湿膜，重复2次，然后在80 0C下干燥20min，冷却至室温。
[0080](4)烧成
[0081]将样品置于程序控温炉内以3°C/min速度升温至500°C热处理，保温3h，自然冷却，得到负载了 Ga/N共掺杂T12光催化薄膜的半透明蜂窝陶瓷成品。
[0082](5)检测
[0083]样品的外观尺寸，壁厚，孔密度，轴向和径向抗压强度，体积密度，透光率等数据与实施例1的检测结果相同。
[0084]SEM测定表明，钆/氮共掺杂T12催化剂晶粒约为15?30nm，光催化膜膜面平整，膜的厚度为300?400nm，掺杂的颗粒排列整齐。
[0085]UV-Vis漫反射光谱测定表明，纯T12粉末的吸收波长低于387nm，而钆/氮共掺杂T12吸收带红移至600nm，因而能有效利用可见光。
[0086]将负载掺杂Ti O2光催化膜的半透明蜂窝陶浸入亚甲基蓝溶液中，以模拟日光的500W氣灯为光源进行光解，测定亚甲基蓝吸光度变化，得出甲基蓝的光解脱色率为93.2%。
[0087]实施例4:负载Dy/N共掺杂T12光催化剂薄膜的半透明蜂窝陶瓷。
[0088](I)半透明蜂窝陶瓷载体制备同实施例1。
[0089](2)镝/氮共掺杂T12溶胶的制备:所用试剂、用量和步骤与实施例3中“钆/氮共掺杂T12溶胶的制备”相同，只是以Dy(NO3)2.6H20代替了Gd(NO3)2.6H20。
[0090](3)共掺杂T12溶胶的负载、烧成步骤和检测方法均与实施例3相同。
[0091 ]样品的检测结果如下:
[0092]样品的外观尺寸，壁厚，孔密度，轴向和径向抗压强度，体积密度，透光率等数据与实施例1的检测结果相同。
[0093]样品催化剂薄膜厚度，薄膜中晶粒大小，催化剂薄膜对可见光吸收等测定结果与实施例3的结果基本相同。以得到的样品做光催化亚甲基蓝溶液试验，得出甲基蓝的光解脱色率为90.8%，表明镝/氮共掺杂T12光催化亚甲基蓝的脱色效果与钆/氮共掺杂T12也基本相同。原因是钆、镝都是稀土元素，内部结构相似，二者在T12中的存在方式和光催化方式也相同。
[0094]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种具有可见光催化功能的半透明蜂窝陶瓷的制备，其特征是将光催化剂薄膜负载于半透明蜂窝陶瓷载体上，包括半透明蜂窝陶瓷载体制备和负载光催化剂薄膜的制备二个步骤: (I)制备半透明蜂窝陶瓷载体 原料准备:基体原料为高纯度、超细度Ct-Al2O3;烧结助剂为MgO和ΧΤ203(ΧΤ为稀土元素，下同)；将基体原料与适量Mg和XT的硝酸盐混合，以乙醇或为分散介质，球磨后在350?5000C煅烧使Mg和XT硝酸盐分解成氧化物;其它添加剂包括粘结剂，润滑剂，消泡剂等;蒸馏水； 制备样品干坯体:先将上述原料按照一定比例进行机械混合、捏合，然后真空脱气练制2?3次使之塑性转变，并在室温下陈腐20?30h形成塑性泥料;泥料在15?30MPa压力下经过模具挤压成型，得到湿坯体;湿坯体经过195?210°C射频干燥0.4?0.5h，最后切割成厚度为6mm?15mm的蜂窝陶瓷干还体样品； 样品烧成:干坯体采用二次烧成，第一次是将样品置于加热炉内在空气气氛中煅烧，以230?260 °C/h速度升温到1100?1300°C，保持2h，冷却至室温;第二次是将第一次煅烧的样品置于硅钼棒电炉内并用氢气流保护或在真空状态下煅烧，以80?120°C/h由室温升温至380?420°C，然后以50?80°C/h升温至1400?1600°C，再以20?40°C升温至1700?1900°C保温I?3h;然后以300°C/h降温至1100?1300°C，以150°C/h降至300?500°C，再以40?50°C/h降至室温，得到半透明蜂窝陶瓷成品； (2 )XT和N共掺杂T12光催化剂薄膜的负载 XT和N共掺杂T12溶胶的制备:①将钛酸正丙酯或钛酸正丁酯缓慢滴加入pH为I?3的无水乙醇和冰乙酸的混合溶液中，室温下搅拌0.5?2h得到溶液A，其中质量比:钛酸正丙酯或正丁酯:无水乙醇:冰乙酸=11.53?23.04: 51.97?65.12:0.69?7.13;②将尿素、XT(NO3)2.6H20溶于无水乙醇和去离子水中，混合搅拌得到溶液B，其中尿素:XT(NO3)2.6H20:无水乙醇:去离子水= 0.23?0.85:0.01?0.61:14.87?26.12:0.69?3.54;③将溶液A缓慢滴加至置于冰水浴的溶液B中，不断搅拌得到掺杂T12溶胶，继续搅拌0.5?Ih; 共掺杂T12溶胶的负载:将制得的半透明蜂窝陶瓷载体用稀酸、稀碱、乙醇、蒸馏水超声清洗，干燥后浸渍于上述制备的掺杂T12溶胶中，采用浸渍-提拉法在载体上负载湿膜，然后在60?100 °C下干燥20min,冷却至室温;最后将样品置于程序控温炉内以3°C/min速度升温至300?700°C热处理，保温I?5h，自然冷却，得到负载了XT和N共掺杂T12光催化薄膜的半透明蜂窝陶瓷成品。2.根据权利要求1所述具有可见光催化功能的半透明蜂窝陶瓷的制备，其特征在于载体中高纯度、超细度C1-Al2O3的制备:将纯度4N即质量含量99.99%的六1順4(304)2.χΗ20(χ =6?24)，通过程序升温至1100?1300°C煅烧，然后研磨，得到纯度大于99.95%、平均晶粒0.1?0.5μηι的α_Α?2〇3。3.根据权利要求1所述具有可见光催化功能的半透明蜂窝陶瓷的制备，其特征在于制备载体所用基体原料、烧结助剂和在混合物中的质量组份数:基体原料为Q-Al2O3，95?100;烧结助剂前驱物Mg(NO3)2.6Η20为0.1?0.6，以及2种XT(NO3)3.6Η20，0.I?0.4，其中XT为镧La、钇Y、铈Ce、镨Pr、钕Nd、钐Sm、铕Eu、ILGd、镝Dy、铒Er和钇Y中选择I种或I种以上。4.根据权利要求1所述具有可见光催化功能的半透明蜂窝陶瓷的制备，其特征在于制备载体所用添加剂在混合物中的质量组份数:粘结剂为羟基丙基纤维素或羟基甲基(或乙基)纤维素等，2?8;润滑剂为甘油、乙二醇或丙三醇，2?7;消泡剂为正丁醇或乙醇，I?5;蒸馏水为18?28。5.根据权利要求1所述具有可见光催化功能的半透明蜂窝陶瓷的制备，其特征在于制备载体时，对混合原料进行真空脱气炼制的真空度为-0.095?-0.099MPa，使之高效除去除泥料中的气泡。6.根据权利要求1所述具有可见光催化功能的半透明蜂窝陶瓷的制备，其特征在于制备载体时，挤压模具的横截面为正方形或矩形或圆，其边长或圆的直径为60mm?200mm，模具槽宽0.2?1.2mm，孔密度为100?300孔/平方英寸。7.根据权利要求3所述具有可见光催化功能的半透明蜂窝陶瓷的制备，其特征在于T12溶胶中掺杂的体系组分的质量比为XT:N: T12 = 0.01?0.16:0.40?1.88:97.94?99.54。8.根据权利要求1所述具有可见光催化功能的半透明蜂窝陶瓷的制备，其特征在于在载体上负载溶胶时，采用浸渍-提拉步骤反复多次直到需要厚度的薄膜，需要的厚度为17.3?25.4μπι0
【专利摘要】本发明提供了一种具有可见光催化功能的半透明蜂窝陶瓷的制备，将光催化剂薄膜负载于半透明蜂窝陶瓷载体上，包括半透明蜂窝陶瓷载体制备和负载光催化剂薄膜的制备二个步骤：先制备对可见光半透明的氧化铝蜂窝陶瓷载体，然后采用溶胶-凝胶法将稀土和氮共掺杂的TiO2溶胶负载于载体上，经烧结形成厚度为纳米级的均匀、透明光催化剂薄膜。本发明载体的催化剂薄膜能响应可见光发挥催化作用，二是载体对可见光也具有半透明性，因而能有效利用可见光，提高光催化效率，从而为实现太阳光的光催化治理污染提供了一种实用材料。
【IPC分类】C04B38/00, B01D53/86, B01J27/24, C04B35/622, C04B35/10, C04B35/636, C04B41/85, C04B35/64, C02F1/30, B01J35/04
【公开号】CN105565899
【申请号】CN201610048173
【发明人】孔令仁, 孔德双, 谷昌军, 刘志斌
【申请人】江苏高淳陶瓷股份有限公司
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2016年1月25日