一种负载型光催化剂板的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种负载型光催化剂板，包括多块连接在一起的基板(1)，所述基板(1)为由煤质活性炭原料粉末、粘土、以及电气石和粘接剂制成的蜂窝板，其中各种成分的重量比为：煤质活性炭原料粉末∶粘土∶电气石和粘接剂＝7∶2∶1；且该基板(1)内有多个1mm×1mm的方孔(2)，在所述基板的方孔壁(1)黏附有粒径在10nm以下的纳米TiO2催化剂(3)，所述多块基板(1)通过双面胶(4)连接在一起，并且该负载型光催化剂板的周边具有铝合金包边(5)。该负载型光催化剂板气体净化效果好，且经久耐用，催化剂跑损小。
【专利说明】一种负载型光催化剂板
【技术领域】
[0001]本实用新型属于光催化去除气态污染物【技术领域】，具体涉及一种净化气态有机污染物用的负载型光催化剂板。
【背景技术】
[0002]光催化技术是在20世纪70年代诞生的基础纳米技术，用于环境净化，自清洁材料，先进新能源，癌症医疗，高效率抗菌等多个前沿领域。光催化氧化还原技术在污水处理、空气净化、抗菌杀毒、太阳能开发等方面具有广阔的应用前景，受到世界各国的广泛关注，并得到了迅速发展。大量研究证实:染料、表面活性剂、有机卤化物、农药、油类、氰化物等许多难降解或用其它方法难以去除的有机污染物都能够通过光催化氧化反应有效的降解、脱色、去毒，并最终完全矿化为C02、H2O及其它无机小分子物质，达到完全无机化的目的，从而消除对环境的污染。
[0003]世界上能作为光催化剂的材料众多，包括二氧化钛(T12)，氧化锌(ZnO)，氧化锡(SnO2), 二氧化错(ZrO2),硫化镉(CdS)等多种半导体。其中二氧化钛(Titanium D1xide)因其氧化能力强，化学性质稳定，无毒，成为世界上主要的光催化剂。
[0004]纳米T12材料的光催化具有广谱性，几乎对所有的污染物都具有治理能力，能在常温下有效分解空气中的低浓度有机污染物，氧化去除空气中的NOx、H2S以及其它各类臭气，还能够杀死空气中的细菌和病毒。另外，光催化净化反应条件温和，技术应用灵活方便，在空调、空气净化领域有广阔的应用前景。
[0005]在气体处理中，纳米T12只有负载于一定的基材，才能与待处理气体有效长期接触，进行反应。目前常见的用作光催化用的基材有:陶瓷蜂窝基、纸基、聚氨酯海棉基、不锈钢基、铝合金蜂窝基、水泥基、膨胀石墨基等7种光催化剂载体。但是，现有这些类型的光催化剂载体各有特点，也有缺点，影响使用效果。
[0006]其中，纸基过滤网型光催化剂载体和聚氨酯海棉网型催化剂载体在使用过程中由于质地软，迎风面不断震动，造成粘附的光催化剂颗粒易脱落，从而造成光催化剂跑损。同时，由于这两种类型的催化剂载体中的不规则孔数量大，从而造成光与催化剂的接触不良。陶瓷蜂窝基过滤网型光催化剂载体和水泥基光催化剂载体表面积大，有规则的通孔，在使用过程中催化剂附着面没有震动，光催化剂黏附牢固，光与催化剂接触面大，光催化效果好于聚氨酯海棉网型光催化剂载体。不锈钢基和铝合金蜂窝基光催化剂载体具有重量轻、光与催化剂接触良好的特点。膨胀石墨基光催化剂载体具有多级孔道(中孔、大孔)结构、较大的比表面积和良好的吸附性能，保持了天然石墨非极性的特点，因此对有机分子、油类等具有较强的吸附能力，能够有效提高Tiq光催化效率。
[0007]纸基、聚氨酯海棉网基、陶瓷蜂窝基、水泥基、不锈钢基、铝蜂窝基光催化剂载体均没有对参与反应的气体浓度进行有效提高，因此参与反应的气体浓度低；而且光能量漫射现象严重，光能量利用率低，从而导致光催化反应的一次转换率低，反应时间长，能耗高。膨胀石墨基光催化剂载体光催化效果好，但表面柔软，迎风面变形震动，催化剂跑损大，仍处于实验研究阶段，离实际应用还有一段距离，还需要解决制作难度高、成本高的、批量化生产难这些问题。
[0008]因此，目前迫切需要一种既能保证较高的光催化反应转化率，降低反应时间，从而提高净化效果，且能够降低光催化剂跑损的负载型光催化剂板。
【发明内容】
[0009]本实用新型旨在解决光催化剂载体目前存在的光催化反应效率低，反应时间长，能耗高，净化效果差，以及催化剂跑损大等问题。
[0010]为此，本实用新型提供一种负载型光催化剂板，包括多块连接在一起的基板，所述基板为由煤质活性炭原料粉末、粘土、以及电气石和粘接剂制成的蜂窝板，且该基板内形成有多个ImmXlmm的方孔，其中各种成分的重量比为:煤质活性炭原料粉末:粘土:电气石和粘接剂=7: 2: 1，并对制成的蜂窝板进行活化处理，在所述基板中黏附有粒径在1nm以下的纳米T12催化剂，所述多块基板通过双面胶组合在一起，并且该负载型光催化剂板的周边采用铝合金包边。
[0011]进一步地,其中，所述基板的长度为100mm,宽度为100mm,厚度为15mm,且每块所述基板中形成有2004个方孔。
[0012]更进一步地，其中，所述双面胶的宽度为15mm，厚度为0.5mm。
[0013]再进一步地，其中，所述铝合金包边为槽型铝合金包边，包边条宽度为15mm，高度为4.5mm,包边条厚度为0.2mm。
[0014]本实用新型所述的负载型光催化剂板形成蜂窝结构，表面积大，且活性炭炭粒中还有更细小的毛细管，这种毛细管具有很强的吸附能力，不但能与气体(杂质)充分接触，还能够有效吸附，对参与光催化反应的气体起吸附作用，提高了反应物的浓度，有助于反应的转换率提高。并且该负载型光催化剂板具有规则的光与光催化剂接触通道，压降小，适宜提高气体处理量；同时，能够有效消除光漫射，光能量利用率高。此外，该负载型光催化剂板采用了粒径在10纳米以下的纳米T12催化剂，其黏附力强。总之，本实用新型所述的负载型光催化剂板提高了有机气体反应的一次转换率，也降低了处理气体的循环时间，降低了能耗，并且光催化剂跑损小，有利于大规模应用。采用该负载型光催化剂板，经第三方检测，有机气体去除率达到了 97.54%。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型的负载型光催化剂板的示意图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图详细描述本实用新型的【具体实施方式】。
[0017]本实用新型所述的负载型光催化剂板用于净化气体，尤其是气体中的有机成份。
[0018]如图1所示，本实用新型所述的负载型光催化剂板包括多块连接在一起的基板I。所述基板I为由煤质活性炭原料粉末、粘土、以及电气石和粘接剂制成的蜂窝板。其中，各种成分的重量比为煤质活性炭原料粉末:粘土:电气石和粘接剂=7: 2:1。具体制作该基板I时，按照上述比例取煤质活性炭原料粉末、粘土、以及电气石和粘接剂，并将它们混合搅拌，然后经过模具初成型为板状。之后在高温700-1000度下处理1-1.5小时，再用150度的水蒸汽进行活化成材，从而形成该蜂窝板状的基板I。所制成的基板I形成有多个ImmXlmm的方孔2。其中，为了清楚，在图1中对方孔2进行了放大处理，并且在每块基板I中仅仅示出了几个示例性的方孔2。在所述基板I中黏附有粒径在1nm以下的纳米T12催化剂3。同理，由于所述纳米T12催化剂3的粒径太小，为了清楚地示出所述纳米1102催化剂3，在图1中对其进行了放大处理，并且在图1中仅仅示出了几个示例性的纳米T12催化剂3。在往所述基板I上黏附所述纳米T12催化剂3时，通过对制成的蜂窝板进行活化处理而进行，具体可以利用去离子水、双氧水和助剂与所述纳米T12催化剂一起配制成光催化剂悬浊液，再利用电泳法，将所述基板I浸入悬浊液中处理2次，干燥，即可将所述纳米T12催化剂3黏附到所述基板I中。采用双面胶4将基板I进行粘结组合，根据需要组合成一定规格的光催化剂板。最后，用槽型铝合金包边5将组合成的光催化剂板包边，防止组合成的光催化剂板周边破损，并减少光能的损失。
[0019]优选地，所述基板I的长度为100mm,宽度为100mm,厚度为15mm,且每块所述基板I中形成有2004个方孔2。当然，根据净化空气的需要，所述基板I的尺寸可以不同于上述尺寸。
[0020]优选地,根据所述基板I的尺寸，所述双面胶4的宽度为15mm,厚度为0.5mm。并且所述铝合金包边5为槽型铝合金包边，其厚度为0.2mm,包边宽度为15mm，高度为4.5mm。当然，根据需要，所述铝合金包边5的形状和尺寸可以改变。
[0021]经西安市环境监测站检测发现，采用该负载型光催化剂板，能使得有机气体去除率达到97.54%，明显高于传统的光催化剂载体的去除率。
[0022]在本实用新型中，选用特殊配比成分制成的基板能够形成带有ImmX Imm方孔的蜂窝结构，从而有助于气体与催化剂的接触，并且具有一定的强度；选择粒径在1nm以下的纳米T12作为催化剂结合该特定蜂窝结构的基板，有助于提高催化剂的附着力，降低跑损量；选择双面胶对基板进行胶粘，减少了污染，方便施工；采用铝合金包边条进行包边，降低了成型催化剂板的破损。
[0023]【具体实施方式】的内容是为了便于本领域技术人员理解和使用本实用新型而描述的，并不构成对本实用新型保护内容的限定。本领域技术人员在阅读了本实用新型的内容之后，可以对本实用新型进行合适的修改。本实用新型的保护内容以权利要求的内容为准。在不脱离权利要求的实质内容和保护范围的情况下，对本实用新型进行的各种修改、变更和替换等都在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种负载型光催化剂板，包括多块连接在一起的基板(I)，所述基板(I)为由煤质活性炭原料粉末、粘土、以及电气石和粘接剂制成的蜂窝板，且该基板(I)内形成有多个l_Xlmm的方孔(2)，其中各种成分的重量比为:煤质活性炭原料粉末:粘土:电气石和粘接剂=7: 2: 1，并对制成的蜂窝板进行活化处理，在所述基板(I)中黏附有粒径在1nm以下的纳米T12催化剂(3)，所述多块基板⑴通过双面胶⑷连接在一起，并且该负载型光催化剂板的周边具有铝合金包边(5)。
2.如权利要求1所述的负载型光催化剂板，其中，所述基板(I)的长度为100mm，宽度为100mm,厚度为15mm,且每块所述基板(I)中形成有2004个方孔(2)。
3.如权利要求2所述的负载型光催化剂板，其中，所述双面胶(4)的宽度为15mm，厚度为 0.5mmο
4.如权利要求3所述的负载型光催化剂板，其中，所述铝合金包边(5)为槽型铝合金包边，包边条宽度为15mm,高度为4.5mm,包边条厚度为0.2mm。
【文档编号】B01J27/22GK203916683SQ201420301508
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年6月5日 优先权日:2014年6月5日
【发明者】董练昌 申请人:董练昌