[发明专利]一种纤维基波纹状光催化模块及其制备方法

权利要求书

1.一种光催化模块的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)载体骨架的制备：

11)将包括波纹状耐火纤维纸和平面状耐火纤维纸连接，得到催化剂单元载体，其中，所述耐火纤维纸内部具有三维网络孔道结构；

12)将多个催化剂单元载体层叠组装并封装在壳体内部，得到载体骨架；

2)催化剂溶胶的制备：

21)将钛源和部分醇类溶剂混合，搅拌均匀，得到溶液A；

22)剩余醇类溶剂、去离子水和酸混合，搅拌均匀，得到溶液B；

23)将溶液B缓慢加入溶液A，搅拌得到混合溶液，

24)向混合溶液中加入调节剂，搅拌，得到用于涂覆的催化剂溶胶；

3)涂覆：

31)将步骤12)中制备的载体骨架浸渍在步骤24)中制备的催化剂溶胶中，取出真空吹扫，得到涂有催化剂溶胶的催化模块半成品；

32)步骤31所得的催化模块半成品在热风中干燥、称重；

33)重复步骤31、32，至催化剂涂层涂覆量为10-200g/L；

34)步骤33所得的催化模块，在空气气氛中焙烧。

2.根据权利要求1所述的光催化模块的制备方法，其特征在于，

所述步骤2，所述的钛源、醇类溶剂、酸、去离子水的摩尔比为1：(2-20)：(0.5-10)：(1-10)；

所述步骤2，所述钛源为含钛的无机盐和/或含钛的有机盐；

所述步骤2，所述的酸为有机酸和/或无机酸；

所述步骤2，所述的醇类溶剂为一元醇、多元醇中的一种或多种组合；

所述步骤2，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、聚乙烯醇、一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、胺助剂AMP-95、胺助剂AMP-90、丙烯酸酯中的一种或任意几种组合，所述的调节剂与催化剂的摩尔比为0.1-5：1。

3.根据权利要求2所述的光催化模块的制备方法，其特征在于，所述耐火纤维纸由耐高温纤维交错连接制成；所述耐高温纤维为陶瓷纤维、玄武岩纤维、玻璃纤维、高硅氧纤维、石英纤维和莫来石纤维中的一种或任意几种。

4.根据权利要求1-3任一所述的光催化模块的制备方法，其特征在于，

所述步骤31中的浸渍时间为2-20min，真空吹扫时间为1～10min；所述步骤32中的热风温度为60～200℃，干燥时间为10～120min；所述步骤34中的焙烧温度350～550℃，焙烧时间2-8h。

5.一种光催化模块，其特征在于，包括壳体和至少一个催化剂单元，所述催化剂单元连接在壳体内部。

6.根据权利要求5所述的光催化模块，其特征在于，所述催化剂单元包括纤维载体、催化剂涂层和催化剂嵌块，所述纤维载体内部具有三维网络孔道结构，所述催化剂嵌块嵌设连接在所述三维网络孔道结构中嵌设有催化剂块，所述催化剂涂层涂覆在纤维载体的外表面。

7.根据权利要求5所述的光催化模块，其特征在于，所述纤维载体包括两层纤维纸，一层为平面状纤维纸，一层为波浪状纤维纸，所述平面状纤维纸的一侧与波浪状纤维纸的波峰相连接。

8.根据权利要求7所述的光催化模块，其特征在于，所述波浪状纤维纸的波峰单元高度为1-10mm，所述波浪状纤维纸的波峰单元的宽度为2-22mm。

9.根据权利要求7所述的光催化模块，其特征在于，所述纤维纸为耐火纤维纸，所述耐火纤维纸由耐高温纤维交错连接制成；所述耐高温纤维为陶瓷纤维、玄武岩纤维、玻璃纤维、高硅氧纤维、石英纤维和莫来石纤维中的一种或任意几种。

10.根据权利要求5所述的光催化模块，其特征在于，所述催化剂嵌块和催化剂涂层均由光催化剂制成，所述光催化剂为钛氧化物。