[发明专利]多功能耦合催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种化工技术领域的催化剂及其制备方法，具体是一种多功能耦合催化剂及其制备方法。

背景技术

由于现代居住环境和室内装修等引起的城市建筑物综合症、室内空调病、有机污染等直接影响到人们的健康和生命安全。因中央空调系统不能经常性的清洗和消毒，其系统内部成为细菌滋生处而带来的环境污染，已日益引起人们的重视。目前的空气净化器主要采用活性炭吸附技术、臭氧净化技术、负离子除尘技术和高压静电技术。活性炭吸附技术只能将有害物吸附储存，而不能将其分解或去除，只是将污染源转移，并且吸附容量有限，一旦饱和则失去效果。臭氧技术具有杀菌、除臭作用，但对有机污染物的去除效率低，且臭氧本身对人体和环境有害。负离子和高压静电技术是一种物理作用过程，能去除空气中的烟尘，但对化学、生物和微生物等造成的污染无法去除净化。

经对现有技术文献的检索发现，中国发明专利申请号为200810064975.5，名称为：一种负载型光催化剂及其制备方法，该申请公开了一种以活性炭纤维为载体的TiO₂光催化剂，提高了光催化剂对水中苯的降解去除能力。纳米TiO₂光催化剂可有效地氧化或还原吸附在其表面上的有害气体分子，杀灭细菌，抑制病毒，并能将有害有机物、细菌等转化为水和二氧化碳等无害物质，且没有任何二次污染。TiO₂光催化剂的吸附性能较差，因此往往采用适合的光催化载体以提高对污染物的吸附和捕获。

发明内容

本发明目的在于克服TiO₂光催化剂吸附性差并完全依赖于紫外光源的问题，提供一种多功能耦合催化剂及其制备方法。本发明能与紫外灯或高压静电组成净化装置，能利用紫外灯或高压静电释放的微量臭氧辅助催化，对室内空气中的甲醛、苯系物等有机挥发物及细菌具有高效、连续、持久的净化功能。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种多功能耦合催化剂，由具有高吸附性的催化剂载体和负载在催化剂载体上的催化剂组成，所述催化剂的组分及重量百分比为：具有光催化活性的主催化剂55.0％～98.0％，余量为具有氧化还原催化能力的金属氧化物助催化剂。

所述具有高吸附性的催化剂载体为蜂窝活性炭、多孔陶瓷或蜂窝纸板。

所述主催化剂为锐钛矿相的二氧化钛或锐钛矿和金红石的混晶相二氧化钛。

所述助催化剂为Fe₂O₃、MnO₂、Co₃O₄、NiO、Cr₂O₃、V₂O₅、CuO或MoO₃中的一种。

本发明还涉及一种如上述所述的多功能耦合催化剂的方法，包括如下步骤：

步骤一，利用主催化剂和助催化剂制备前驱溶液；

步骤二，将前驱溶液通过浸渍负载到高吸附性的催化剂载体上；

步骤三，50～500℃加热干燥，得到多功能耦合催化剂。

步骤一中，所述制备前驱溶液具体为：将TiO₂粉体加入到助催化剂前驱溶液中，加热搅拌，混合均匀而得。

所述助催化剂前驱溶液自于助催化剂的硝酸盐、硫酸盐、氯化盐或金属醇盐中的一种。

步骤一中，所述制备前驱溶液具体为：将Fe₂O₃、MnO₂、Co₃O₄、NiO、Cr₂O₃、V₂O₅、CuO或MoO₃粉体中的一种加入到TiO₂前驱溶液中，加热搅拌，混合均匀而得；

所述TiO₂前驱溶液具体为，钛酸四丁酯的摩尔浓度为0.2～1.0mol/L，钛酸四丁酯与二乙醇胺的摩尔比＝0.5～1∶1，钛酸四丁酯与水的摩尔比＝1∶1；将钛酸四丁酯加入乙醇中，边搅拌边逐滴加入二乙醇胺，再逐滴加入水，将溶液密闭静置陈化而得。