[发明专利]一种光触媒催化石英棉毡的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光触媒催化石英棉毡的制备方法，属石英纤维生产技术领域。

背景技术

光触媒是一种以纳米级TiO₂为代表的具有光催化功能的材料。1972年Fujishima和Honda发现光照TiO₂单晶电机能分解水。TiO₂禁带宽度为3.2eV，当波长小于387.5nm的光照射TiO₂粒子时，价带上的电子被激发，越过禁带进入导带，同时价带上产生相应的空穴。光电子和空穴分别扩散到TiO₂表面，与表面不同的反应对象进行反应。光电子具有还原性，空穴具有氧化性。

空穴与TiO₂表面吸附的H₂O或HO^—反应形成具有强氧化性的活性羟基（·OH）；电子则与TiO₂表面吸附的氧分子反应，生产超氧分子（·O₂^—），超氧分子可以与水进一步反应，生产过氧羟基（·OOH）和双氧水（H₂O₂）。超氧分子（·O₂^—）是一种强还原剂，能使几乎所有的有机物分解，而活性羟基（·OH）、过氧羟基（·OOH）和双氧水（H₂O₂）都可与生物大分子（脂类、蛋白质、酶类及核算大分子）作用。最终，通过一系列氧化还原反应破坏生物细胞结构、将有机物彻底的氧化还原为水和二氧化碳，起到杀菌、除臭、降解有机物的作用。

石英纤维棉是一种使用石英棒材制得的单丝直径≤15μm、蓬松状、无定形的连续纤维。将石英纤维棉通过有机胶水粘合而成的石英纤维棉毡具有石英纤维耐高温、耐腐蚀、耐除氢氟酸及热磷酸外所有酸的优点，可用作高温酸性气体的过滤材料以及各种高温环境的隔热填充材料。但是，由于现有光触媒催化石英棉毡存在制备工艺复杂、不易于实施、且成本高的不足，因此，有必要对其进行改进。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种工艺简单，成本低，易于实施，且制备的石英棉毡可以作为高温催化基材；能够用于高温、酸性环境下有毒有害气体过滤、降解基材的光触媒催化石英棉毡的制备方法。

本发明的技术方案是：

一种光触媒催化石英棉毡的制备方法，其特征在于：它包括以下步骤：

1）、将石英玻璃棒置于送棒装置中，并控制送棒速度在20～60mm/min；采用氢氧火焰在1800℃～1900℃温度下熔融石英玻璃棒拉制成石英玻璃纤维丝；

2）、石英玻璃棒拉制成丝过程中，通过200～280L/min的氢氧气流喷吹成石英玻璃纤维丝，使其落于接棉钢丝网上形成团状的石英棉；

3）、将达到一定克重的石英棉从接棉钢丝网上揭下，并拉伸、铺平制成石英棉饼；

4）、然后将光触媒催化石英棉毡胶水均匀喷涂在拉伸、铺平后的石英棉饼上并层层叠加，直至达到设定层数；

5）、将达到设定层数的石英棉饼擀平，以使各层石英棉饼之间相互嵌合定型，然后将定型的石英棉饼置于烘干箱中在100℃条件下烘干1.5～3小时；

6）、烘干完成后，按设定尺寸进行裁剪，得，光触媒催化石英棉毡成品。

所述的光触媒催化石英棉毡胶水，由下述重量份的原料制成；

聚乙烯醇0.2～4 TiO₂溶胶 2～20

Al₂O₃溶胶1～25 PH调试剂1～2

余量为去离子水

1、首先将1/3量的去离子水加热至95℃～98℃，然后将聚乙烯醇加入至去离子水中溶解稀释，制备成聚乙烯醇溶液，并放置冷却；

2、用1/3量的常温去离子水稀释TiO₂溶胶后，倒入至聚乙烯醇溶液中，并持续搅拌20分钟；

3、搅拌20分钟后，加入余量的去离子水，持续搅拌20分钟；这一过程中，加入PH调试剂，并控制PH值在4～7之间；得，光触媒催化石英棉毡胶水。

在光触媒催化石英棉毡胶水中，聚乙烯醇是胶水中起粘结、定型作用的主要成分，主要作用是将多层石英棉粘结在一起，并定型成一块整体的石英棉毡；