[发明专利]一种蜂窝陶瓷板负载TiO2—NCP固载光催化剂的制备工艺

说明书

技术领域

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(photocatalytic oxidation,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。

发明内容

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：