[发明专利]一种具有三维孔道结构的光催化模块及制备方法

说明书

本发明提供一种具有三维孔道结构的光催化模块及制备方法，所述制备方法，包括：S1、催化剂活性溶胶制备，S2、选择具有三维孔道结构的耐火陶瓷载体进行预处理，S3、将预处理后的耐火陶瓷载体浸泡至催化剂活性溶胶中，干燥后焙烧，得到具有三维孔道结构光催化模块。本发明的催化模块能够高效降级VOCs，以及优异的稳定性和抗水性能。

技术领域

本发明涉及环保催化材料领域，具体的说，涉及一种具有三维孔道结构的光催化模块及制备方法。

背景技术

VOCs(挥发性有机污染物)是当今主要大气污染物，造成酸雨、光化学烟雾的环境问题。光催化剂技术是处理VOCs的技术之一，具有性能稳定、成本低、效率高，且无毒无害等特点。光催化技术的核心是光催化剂，TiO2 是被公认的优良的光催化剂材料，成为最理想的环境催化材料。

专利CN108636391A公开了一种负载型二氧化钛光催化材料及其制备方法，将微米级锐钛型柱状TiO2颗粒分散到乙醇中，搅拌得到浆液，将玻璃、陶片等基材置于料浆中，后经蒸发乙醇以在基材表面形成TiO2膜。所得催化剂膜与载体结合较弱，使用中TiO2催化层易脱落，且涂层不易控制，催化剂稳定性差、寿命短。

专利104307552B公开了一种TiO2/C3N4复合可见光催化剂的制备方法，先将钛源和氮源分散在乙醇中，加入水得到混合物料，后经干燥、焙烧等热处理，制备TiO2/C3N4粉体，催化剂进一步应用，需要进行涂覆及热处理，制备过程复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供具有三维孔道结构光催化模块的制备方法。催化模块能够高效降级VOCs，以及优异的稳定性和抗水性能。

本发明提供一种具有三维孔道结构光催化模块的制备方法，包括：

S1、催化剂活性溶胶制备，

S2、选择具有三维孔道结构的耐火陶瓷载体进行预处理，

S3、将预处理后的耐火陶瓷载体浸泡至催化剂活性溶胶中，干燥后焙烧，得到具有三维孔道结构光催化模块。

进一步，所述步骤S1包括：

S11、将钛源催化剂、醇类溶剂混合，搅拌均匀，得到溶液A；

S12、将酸、醇类溶剂和去离子水混合，搅拌均匀，得到溶液B；

S13、在搅拌条件下，将溶液B缓慢加入到溶液A中，加入调节剂，保持搅拌陈化4-48h，得到催化剂活性溶胶。

进一步，所述步骤S1中，所述的钛源催化剂为钛的无机盐和/或有机盐。

进一步，所述的酸为无机酸或有机酸中，所述酸与钛源催化剂的摩尔比为0.5-5：1。

进一步，所述的醇类有机溶剂，所述的醇类有机溶剂与所述的钛源的摩尔比为4-15：1。所述的去离子水与钛源催化剂的摩尔比为1-10：1。

进一步，所述的调节剂为乙二醇、聚乙二醇、丙三醇、丁醇、异丙醇、异丁醇、乙二醇丁醚、丙二醇单甲醚、乙酰丙酮、硅酸钠、聚乙烯醇、一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、AMP-95、AMP-90、丙烯酸酯中的至少一种，所述的调节剂与钛源催化剂的摩尔比为0.1-5：1。

进一步，所述步骤S2中的预处理包括：将具有三维孔道结构的耐火陶瓷载体修整成预定尺寸。

进一步，所述步骤S3中的浸渍时间为1-10min；干燥温度为50-200℃，干燥时间为10-60min，焙烧温度为300-600℃，焙烧时间为2-12h。

进一步，所述步骤S3中还包括在浸渍后利用真空吹扫多余活性浆液。

本发明还要求保护上述方法制备的具有三维孔道结构的光催化模块。