[发明专利]用于净化空气的高紫外光利用率的光触媒颗粒及制备方法

说明书

本发明公开了用于净化空气的高紫外光利用率的光触媒颗粒及制备方法，属于催化材料技术领域，用于净化空气的高紫外光利用率的光触媒颗粒，其特征在于所述光触媒颗粒包括以下组分及重量份含量：凹凸棒土30～50份、沸石粉10～20份、锯末20～30份、玻璃鳞片10～20份、光触媒复合材料1～5份；制备方法包括以下步骤：备料、玻璃鳞片疏水处理、过筛、混料造粒、煅烧、光触媒复合材料水溶液配制、浸渍和过滤烘干，本发明的有益效果是:光触媒颗粒中含有丰富的孔道结构并错综复杂的排列着玻璃鳞片，对其表面的光线进行反复折射或反射，使紫外光与孔道内的光触媒充分反复的接触，为孔道内的光触媒发挥光催化作用提供更多的能量，提高紫外线的利用率。

技术领域：

本发明属于催化材料技术领域，更具体地涉及用于净化空气的高紫外光利用率的光触媒颗粒及制备方法。

背景技术：

在紫外光照下，在催化材料表面产生的羟基自由基·OH、超氧离子·O2-、氢过氧基·HO2等活性基团，能够将有机物直接氧化为CO2和H2O等无机小分子。这一过程可在常温下进行、可利用太阳光、催化剂来源广、无二次污染。

光催化材料是光催化过程中的关键因素，纯TiO2作为光催化剂存在两个主要的限制因素：

其一，TiO2本身有着3.2eV的禁带宽度，这使得它的吸收范围绝大部分落在了紫外区域，对可见光只有很少一部分的吸收，这就限制了纯TiO2对太阳光的利用率；

其二，TiO2本身作为半导体，电子迁移能力很低，导致了其形成空穴-电子对的能力很低且空穴-电子对形成之后复合率很高，由于空穴有很强的氧化能力，空穴的减少势必会导致光催化反应活性的降低。通常，在纯TiO2上负载贵金属Pd、Au等是一种改进的方法，但是贵金属的价格较高限制了该方法的应用。

具有吸附效果的颗粒如活性炭、竹炭、椰壳炭等也常用作空气净化，但以上材料对废气仅有吸附作用，不仅容易达到吸附饱和，而且在很多情况下易再次解析将废气释放进空气中，从而达不到吸附效果。

发明内容：

针对以上不足，本发明制备一种颗粒材料，具有三维孔道和镜片结构，能够大幅度提高紫外光的利用率，此外，不仅能够快速吸附有害气体，还有将吸附的有害气体快速分解的效果。

本发明解决上述技术问题的具体技术方案为：用于净化空气的高紫外光利用率的光触媒颗粒，其特征在于所述光触媒颗粒包括以下组分及重量份含量：

凹凸棒土30～50份、沸石粉10～20份、锯末20～30份、玻璃鳞片10～20份、光触媒复合材料1～5份。

进一步地，所述的光触媒复合材料为氧化石墨烯/二氧化钛复合材料。

用于净化空气的高紫外光利用率的光触媒颗粒的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)按照所述组分及重量份含量备料；

(2)玻璃鳞片疏水处理：将玻璃鳞片浸泡在硅烷偶联剂中，玻璃鳞片与硅烷偶联剂的体积比为1:2，300-1500r/min转速下搅拌1-5h后过滤并自然晾干，得到疏水耐沾污的玻璃鳞片粉末；

(3)过筛：将凹凸棒土、沸石粉过100目筛网，玻璃鳞片及锯末过50目筛网，备用；

(4)混料造粒：将凹凸棒土30～50份、沸石粉10～20份、锯末20～30份、玻璃鳞片10～20份置入圆锅造粒机中进行造粒，所造颗粒直径为5-10mm；

(4)煅烧：将上诉颗粒在150-300℃下进行煅烧处理，得到多孔的颗粒；

(5)光触媒复合材料水溶液配制：将氧化石墨烯/二氧化钛复合材料分散于去离子水中，浓度为1mg/ml-40mg/ml，常温下超声处理1-4h；