一种蜂窝陶瓷板负载TiO2—NCP固载光催化剂的制备工艺的制造方法与工艺

本发明属于空气净化剂加工领域，具体地说，涉及一种蜂窝陶瓷板负载TiO2—NCP固载光催化剂的制备工艺。

背景技术：
光催化环保技术是将光催化法应用于环境污染治理而产生的一门新型净化技术。它是基于光催化剂在光的照射下产生超强的氧化还原能力，几乎可以将各种有机污染物分解为CO2和H2O，几乎能够杀灭各种细菌和病毒等生物污染物。并且，具有效率高、运行费用低，可在常温常压下操作等特点，20多年来一直是前沿科学技术领域的研究热点之一，特别在最近十余年里得到了快速的发展，已经成为国际上日益受到重视的治理环境污染的新技术，在工业废气排放净化、污染(废)水质处理和室内空气污染修复，抗菌消毒，防霉除臭，空气净化等方面展现出巨大的应用潜力和广阔前景。光触媒之所以具有催化氧化性能，取决于半导体的特殊间断性能带结构：即充满电子的低能级价带和空的高能级导带之间被禁带隔开。当能量大于禁带宽度的光线照射在半导体表面时，其价带上的电子被激发，跃迁超过禁带进入导带，产生高活性的价带空穴(hvb+)和导带电子(ecb-)，即电子-空穴(e--h+)对。极不稳定的(e--h+)随后发生两类反应：一是电子和空穴的简单复合并释放热量，二是伴有化学反应的复合即光催化氧化(photocatalyticoxidation,PCO)，使氧分子转化成·OH，·OH的氧化能力很强，可以氧化与其接触的包括微生物在内的难以转化的绝大多数有机物，使它们转变为无害物质。TiO2的禁带宽度为3.0～3.2eV，需要波长小于387.5nm的光即紫外线的激发，才能光生(e--h+)，而照射到地球表面的阳光中紫外线很少，单纯的纳米TiO2太阳光的量子效率极低，再加上比表面积有限，对反应物的吸附性差，其催化效率很低，且纳米粉体易凝聚难回收，重复利用率极低，所以应用价值很低。为提高TiO2的光催化效率，近几年来国内外学者从①降低光生(e--h+)的光响应能量，充分利用太阳资源；②提高光生(e--h+)的分离，抑制(e--h+)的复合，提高光催化剂的量子效率；③增大催化剂的吸附能力提高光催化反应的竞争力，这几方面进行了掺杂和负载的大量改良研究。从理论上看，某些微量杂质元素掺入TiO2晶体中时，不仅使杂质能带与TiO2能带相互叠合，禁带宽度变窄，使光生电子在吸收较低能量时即可发生跃迁，即催化响应光发生红移，光响应性范围增大；而且在半导体晶格中引入缺陷位置，能抑制(e--h+)的复合，提高TiO2的量子效应，增强光催化活性。其中，非金属元素掺杂在TiO2晶格中，主要的改良作用是氧位被非金属元素取代使得TiO2的禁带变窄，光的响应波长范围拓宽；而金属离子掺杂到TiO2半导体晶格中，能引入了缺陷位置或改变结晶度，影响(e--h+)的复合，提高TiO2光催化的量子效应。将TiO2负载在多空材质上，既能增大对反应物的吸附，又增大了纳米颗粒的比表面积和氧化自由基的数量，在提高光催化活性的同时，催化剂易于回收和重复利用。关多元素共掺杂的TiO2负载在蜂窝陶瓷板上的光催化剂，并将其应用于水的健康环保深层处理上，国内外无文献报道。

技术实现要素：
为了克服

背景技术：
中存在的问题，本发明提供了一种蜂窝陶瓷板负载TiO2—NCP固载光催化剂的制备工艺；纳米TiO2掺杂和负载的TiO2-NCP，所产生的是一种多作用的协同效应，能够促使TiO2在可见光的响应，提高了太阳光的利用率；抑制光生(e--h+)的简单复合，提高了TiO2的可见光量子效率；催化剂吸附能力增大，提高了反应的竞争力。为了达到上述目的，本发明提出如下技术方案：所述的蜂窝陶瓷板负载TiO2—NCP固载光催化剂的制备工艺包括以下步骤：1)蜂窝陶瓷板的制备：将氧化硅、氧化铝、氧化镁、氧化铁、二氧化钛、K2O和Na2O和CaO在球磨中湿磨至小于320目的粉粒，球磨后的粉料经压滤及真空练泥后成为泥块，坯体在倒焰窑中合成即为堇青石材料；然后将合成后的堇青石再度细磨到所需粒度；再将细磨后的堇青石粉料加入以MC或PVA为主要成分的粘和剂，经挤出成型的工艺流程，即可生产出蜂窝陶瓷板；2)TiO2—NCP复合光催化剂制备：a.称取前体物质TiC14和H2O形成50％化学纯，注入反应釜中，溶解在化学纯为28％的乙醇酸性水溶液中，得到混合物一；在高速搅拌下，将过氧化氢与30％化学纯的乙醇溶液按比例1：2.8混合，得到混合物二；通过恒压滴液漏斗将混合物二缓慢滴加到混合物一中，混合物一与混合物二的比例为1：0.8，制成半透明状浅黄色溶液，反应完成后静置1～2小时，充分沉淀后排出上层清液，经过3次离心分离，洗净高度提纯后，在搅拌下注入40℃～60℃的去离子水，水热合成分散方法即得pH值3～5；浓度1.0～1.4wt％氢氧化钛无机溶胶水溶液，标为规格化产品NT-D1；b.将称取的规格化一次产品NT-D1，注入高压反应釜中，经高温，高压烧结，其温控制500℃～600℃之间，30分钟控温，恒压后停机静置，加氮气冷却，静置老化10～12小时，由氢氧化钛改制成锐钛矿型结晶体TiO2，浓度调整为0.85～1.0wt％；pH值3～5，标为规格化产品NT-D2；c.计量出50公斤的规格化产品NT-D2，经高温烧结800℃以上，最佳烧结温度控温850℃，静置后加氮气冷却，由锐钛矿型晶体TiO2转化成金红石矿型结晶体TiO2水溶液，浓度调整为0.9～1.0we％；d.将浓度调整后的规格化产品NT-D2和浓度调整后的金红石矿型结晶体TiO2水溶液按7:3～4的比例采用共溶液制备方法，在40℃～60℃条件下搅拌30～45分钟，加氮气冷却后，静置10～12小时，形成乳白色混晶TiO2复合水溶液，设定为复合型NT-D2F；e.称取规格化产品NT-D1，450g；复合型NT-D2F，950g；去离子水8000g～9000g，掺杂水溶性铂金离子化合物25g配制成浓度2.5we％的水溶液，水溶性铂金离子化合物为市售商品，采用水热合成方法及共溶液掺杂法，制备复合光催化剂制成贵金属离子掺杂特制化产品TiO2/NCP复合光催化剂；3)蜂窝陶瓷板负载TiO2—NCP固载光催化剂的制备：a.称量取1000ml乙醇与体积比为1:5的稀硝酸1200ml混溶，称取160g六水和硫酸亚铁铵在此酸醇混合液中，配制成掺杂金属离子溶液,与所制备规格化产品NT-D1，420ml氢氧化钛无机溶胶水溶液混溶，呈浅黄色透明液，设为A液，置入恒压滴液漏斗中；b.将规格65×65×12mm，数量10枚的蜂窝陶瓷板置放于浸渍槽中，缓缓将恒压滴液漏斗中的A液滴漏于浸渍槽中，至完全浸渍后，在30Hz超声波作用2小时后，所滴入的A液完全渗入陶瓷蜂窝版微孔隙中，包覆于多孔质蜂窝陶瓷板上；c.将步骤b所得的浸渍后的多孔质蜂窝陶瓷板，滤出，老化10～12小时，放置设定80℃的烘箱内烘烤8～10小时，冷却至室温后，放置注入特制化产品TiO2/NCP复合光催化剂浸槽中在30Hz的超声波作用下浸渍30分钟，滤出，老化6小时，重新放置设定80℃的烘箱干燥1～2小时，冷却至室温后，置于马弗炉中，以5℃/min控温操作至500℃～600℃的高温烧结30分钟，降温后散出，即得多孔质蜂窝陶瓷板负载TiO2/NCP光催化剂的多元素共掺杂TiO2/多孔质蜂窝陶瓷板复合光催化剂。进一步，在步骤1)蜂窝陶瓷板的制备中，氧化硅、氧化铝、氧化镁、氧化铁、二氧化钛、K2O和Na2O和CaO各组分的质量百分含量为氧化硅36-44％、氧化铝44-52％、氧化镁5-7％、氧化铁＜1％、二氧化钛＜1.9％、K2O+Na2O+CaO＜2％。进一步，在步骤1)蜂窝陶瓷板的制备中，所制备的蜂窝陶瓷板的外观比重＞0.5，通孔率为80-90％，比表面积为2-8m2/g。本发明的有益效果：(1)利用蜂窝陶瓷板制备的多元素掺杂TiO2-NCP/Honeycombcerami复合光催化剂，多元素共掺杂TiO2-NCP/Honeycombcerami复合光催化剂，能在自然条件下对空气中的污染物质和VOCs进行深度处理，且“零”废物产生，属于环境友好的绿色环保产品。(2)使现代纳米技术与蜂窝陶瓷板载体材料的...