[发明专利]铁酸盐压电催化多孔陶瓷材料、其制备方法与应用

说明书

本发明提供一种铁酸盐压电催化多孔陶瓷材料、其制备方法与应用，该陶瓷材料包括多孔陶瓷基体以及附着于基体表面及内部的具有压电效应的催化单元，所述催化单元至少包括铁酸盐，所述铁酸盐材料包括铁离子和正三价阳离子。本发明提供的铁酸盐压电催化多孔陶瓷材料具有压电效应，在风能、机械能或声波能作用下可高效降解挥发性有机物。用于工业脉冲除尘器时，可实现同时除尘和除去有毒有害气体。应用于空气净化器和空调中，无需额外提供能量，避免了二次温室气体的排放，也克服了因使用活性炭达到吸附饱和后需要频繁更换的问题。且该材料性能稳定、可重复使用，成本低，制备方法简单易行，绿色环保。

技术领域

本发明涉及一种铁酸盐压电催化多孔陶瓷材料，特别涉及一种铁酸盐压电催化多孔陶瓷材料、制备方法及其在净化空气中的应用，属于环境保护技术领域。

背景技术

现有技术净化空气的方法有活性炭吸附法、光催化氧化法、低温等离子体氧化法。活性炭吸附法容易达到吸附饱和，到达一定的时间后必须更换，给后续处理带来了困难。工业中的挥发性有机物(VOCs)气体采用喷淋法、蓄热燃烧法(RTO)、催化燃烧法(RCO)和沸石转轮法进行降解。但是喷淋法、蓄热燃烧法(RTO)、催化燃烧法(RCO)和沸石转轮法等方法都需要额外增加能源供给，这既增加了成本，又增加了二次温室气体的排放。因此，需要一种新的净化空气的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铁酸盐压电催化多孔陶瓷材料、其制备方法与应用，以克服现有技术中的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例中提供一种铁酸盐压电催化多孔陶瓷材料，其包括多孔陶瓷基体以及附着于基体表面及内部的具有压电效应的催化单元，所述催化单元至少包括铁酸盐，所述铁酸盐材料包括铁离子和正三价阳离子，所述铁离子与正三价阳离子的摩尔质量比为1:1-2。

较为优选的，所述多孔陶瓷基体包括堇青石和氧化铝中的任意一种或两种的组合。

进一步的，所述陶瓷基体的孔径为1mm～8mm。

较为优选的，所述正三价阳离子包括铋离子，但不限于此。

进一步的，所述铁酸盐材料包括铁酸铋材料，所述铁酸铋材料由铋盐和铁盐制得。

较为优选的，所述铋盐包括氯化铋、硝酸铋中的任意一种或两种的组合，但不限于此。

较为优选的，所述铁盐包括氯化铁和硝酸铁中的任意一种或两种的组合，但不限于此。

本发明实施例中还提供一种铁酸盐压电催化多孔陶瓷材料的制备方法，其包括以下步骤：

步骤一：提供铋离子与正三价阳离子摩尔质量比为1:1的铁酸盐溶液，并将多孔陶瓷基体浸泡在铁酸盐溶液中充分吸附铁离子与正三价阳离子，之后将经吸附处理后的多孔陶瓷基体置于NaOH溶液中，浸泡3-5h；

步骤二：将多孔陶瓷基体按照步骤一方法重复处理3-10次后在温度为450-650℃条件下反应4-12h；

步骤三：重复步骤一和步骤二的操作直至铁离子与正三价阳离子全部吸附于多孔陶瓷基体表面和内部，制得所述铁酸盐压电催化多孔陶瓷材料。

进一步的，所述步骤一中NaOH溶液的浓度为0.5～2.0mol/L。

进一步的，将多孔陶瓷置于马弗炉中在温度为450-650℃条件下反应4-12h。

本发明实施例还提供铁酸盐压电催化多孔陶瓷材料于净化空气中的应用。

与现有技术相比，本发明的优点包括：