[发明专利]一种具有光催化活性的多孔吸附过滤陶瓷及制备方法

说明书

本发明提供了一种具有光催化活性的硅藻土基多孔吸附过滤陶瓷及制备方法。该陶瓷同时具有过滤、吸附、光催化功能，对于不同种类或分子量的有机污染物均有处理功效，适用于工业废水有机污染物处理以及工业废气处理。本发明同时提供了具有光催化活性的硅藻土基多孔吸附过滤陶瓷的制备方法，以硅藻土陶瓷粉末在添加烧结助剂、造孔剂之后经烧结成硅藻土多孔吸附过滤陶瓷，该硅藻土基多孔吸附过滤陶瓷在经改性溶液改性后于表面进行钛酸溶胶凝胶负载，然后进行烧结可得到具有光催化活性的多孔吸附过滤陶瓷。

技术领域

本发明涉及无机复合材料制备领域，是一种具有光催化活性的多孔吸附过滤陶瓷及制备方法。

背景技术

环境污染已成为现今社会发展与自然和谐最大的阻碍，来自水体与空气中的有机污染物、重金属离子污染已经造成了系列严重的污染事件。这些污染物中，有机污染物如烃类、卤代烃、芳香烃等是空气中挥发性有机气体的主要成分，它们来自于石油开采制造、化学工业、机械加工等行业的污水废气排放。重金属开采、冶炼加工过程中产生的铅、汞、镉、钴离子是重金属离子污染排放的重要来源。有机污染物和重金属离子会在环境中不断富集，使水体富营养化，污染地表水，在自然环境中会随着食物链底端的生物不断在食物链中富集，危害人类的生命以及财产安全。

目前针对环境中的有机污染物和重金属离子，主要是用过滤、吸附、生物处理以及燃烧等方法来进行处理。但是单一的处理方法处理时间长，处理效果不明显，组合工艺来进行有机污染物和重金属离子的处理则会增加处理的占地面积和维护成本。且上述方法所用的过滤、吸附材料的使用会产生大量的耗材，造成二次污染。

经对现有技术的文献检索发现，公开号为CN101891497A的中国专利公开了一种硅藻土基多孔陶瓷及其负载银掺杂纳米二氧化钛的方法，该方法不足在于：负载于硅藻土基多孔陶瓷表面的二氧化钛步骤是将Ti(SO₄)₂水解为TiO₂粒子沉积在陶瓷表面，再进行银离子掺杂，该方法制备出来的TiO₂/硅藻土基多孔陶瓷表面的TiO₂颗粒与基体的机械结合力较差，使材料在使用过程中容易产生TiO₂的脱落等现象。公开号为CN107398261A的中国专利公开了一种基于硅藻土基多考陶瓷复合催化剂的制备方法，该方法不足在于：烧结时间过长，且烧制的陶瓷机械强度小。

针对上述问题，本发明提出了一种具有光催化活性的多孔吸附过滤陶瓷及制备方法，能解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种具有光催化活性的硅藻土基多孔吸附过滤陶瓷及其方法，以克服现有技术中的不足。

本发明提供了一种具有光催化活性的硅藻土基多孔吸附过滤陶瓷，这种具有光催化活性的硅藻土基多孔吸附过滤陶瓷呈薄板状，所述的陶瓷的组分为500-750份硅藻土、50-100份烧结助剂、1-200份造孔剂、10-100份粘接剂、300-500份去离子水，在烧结后成为以硅藻土为三维骨架的多孔吸附过滤陶瓷，其孔径分布在0.05-10μm，所述多孔吸附过滤陶瓷表面进一步负载有一层二氧化钛光催化剂；

所述的烧结助剂为高岭土，造孔剂为可溶性淀粉、木屑中的一种或多种，粘接剂为聚乙烯醇、聚乙二醇、羧甲基纤维素中的一种或多种。

对于处理水体或空气中的有机污染物、固体杂质方面同时具有过滤固体颗粒杂质、吸附溶解在溶质中的有机物以及在激发光源的作用下发生有机物的光催化降解反应。在利用该材料进行环境处理时，可利用硅藻土基多孔吸附过滤陶瓷进行过滤处理，过滤掉介质中的大于陶瓷孔径的物质；溶解在介质中的有机污染物可在硅藻土陶瓷内部的孔隙内发生物理或化学吸附作用；此外，吸附在沉积在陶瓷表面二氧化钛催化剂表面的有机污染物可在紫外光的激发下发生紫外光催化反应。在这种具有光催化活性的硅藻土基多孔吸附过滤陶瓷上同时发生过滤、吸附、光催化反应，能有效处理水体、空气中的有机污染物。