專利名稱：陶瓷光觸媒載體及其制造工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種催化劑載體，具體涉及一種光觸媒載體。
背景技術：
光觸媒是一種在光的照射下，自身不起變化，卻可以促進化學反應的物質(zhì)。光觸媒 是利用自然界存在的光能轉(zhuǎn)換成為化學反應所需的能量，來產(chǎn)生催化作用，使周圍的氧氣 及水分子激發(fā)成極具氧化力的自由負離子。幾乎可以分解所有對人體和環(huán)境有害的有機 物質(zhì)及部分無機物質(zhì)，不僅能加速反應，并且不造成光觸媒損耗，不造成資源浪費和二次污
染 o納米二氧化鈦光觸媒是一種在光的照射下，自身不起變化，卻可以促進化學反應 的物質(zhì)，就象植物的光合作用中的葉綠素。光觸媒在太陽光或室內(nèi)熒光燈的照射下能產(chǎn)生 抗菌、除臭、油污分解、防霉防藻、空氣凈化的作用。二氧化鈦光觸媒的特性主要反應在其具 有的安全性和持久性上。從安全性上，二氧化鈦可以作為食品藥品添加劑，并且經(jīng)過美國 FDA認證，使用非常安全。由于光觸媒只是提供了反應的場所，它本身并不參與化學反應，所 以它的作用效果是持久的?，F(xiàn)在光觸媒在抗菌、除臭、油污分解、防霉防藻、空氣凈化等方面具有廣泛應用。但 是現(xiàn)在在具體使用中光觸媒的實際催化效果并不理想。光觸媒催化效果不理想的原因主要 是，不能與空氣充分接觸，不能充分得到光照，因此不能充分發(fā)揮催化作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種陶瓷光觸媒載體，具有所承載的光觸媒材料與空氣 接觸充分，易于充分得到光照。本發(fā)明的目的還在于，提供一種陶瓷光觸媒載體的制造工藝，具有工藝簡單、成品 率高等特點。本發(fā)明所解決的技術問題可以采用以下技術方案來實現(xiàn)陶瓷光觸媒載體，包括一允許空氣流通的透氣載體，所述透氣載體上附著有光觸 媒材料，其特征在于，所述透氣載體為陶瓷材料的透氣載體，所述透氣載體內(nèi)布置有復數(shù)條 前后貫通的孔隙，所述孔隙的內(nèi)壁上附著有光觸媒材料。光觸媒材料易于牢固的附著在陶瓷上，且不易脫落。另外陶瓷還具有抗老化能力 強、成本低、易于生產(chǎn)、對環(huán)境無污染等優(yōu)點。所述透氣載體內(nèi)的復數(shù)條孔隙交錯排布，相互連通。復數(shù)條孔隙相互連通，可以避 免一條孔隙的一端被堵塞，或者某一段被堵塞的情況下，該條孔隙內(nèi)其他部分的光觸媒材 料仍然可以與流動的空氣接觸，以進行催化，從而保證整個陶瓷光觸媒載體的催化能力。所述透氣載體內(nèi)的復數(shù)條孔隙交錯排布，相互連通，并構(gòu)成蜂窩狀結(jié)構(gòu)。實驗表明 蜂窩狀結(jié)構(gòu)，具有透氣效果好，且光觸媒材料更易于受到光照的特點。這種結(jié)構(gòu)可以有效提 高陶瓷光觸媒載體的催化效果。
所述陶瓷材料易于采用對紫外線透明的陶瓷材料。對紫外線透明的材料，可以使 紫外線更充分的照射到孔隙的內(nèi)壁上附著的光觸媒材料，以便更好的激發(fā)光觸媒材料的催 化能力。所述陶瓷材料也可以采用對紫外線半透明的陶瓷材料。對紫外線半透明的陶瓷材 料，成本更低，并且可以滿足一般的催化需求。陶瓷光觸媒載體的制造工藝，包括選取骨架、加工內(nèi)部具有孔隙的透氣載體、附著 光觸媒材料。第一步，選取骨架，選取具有纖維結(jié)構(gòu)的有機材料作為骨架。第二步，加工內(nèi)部具有孔隙的透氣載體(1)將骨架浸入陶瓷液中，使陶瓷液滲入 進骨架的纖維結(jié)構(gòu)中；(2)然后對滲入陶瓷液的骨架進行干燥；(3)對深入陶瓷液的骨架進 行燒結(jié)，將有機材料的骨架燒毀，陶瓷液燒結(jié)成內(nèi)部具有孔隙的蜂窩陶瓷；(4)清理出蜂窩 陶瓷中的骨架殘渣。第三步，附著光觸媒材料，將光觸媒材料附著到蜂窩陶瓷內(nèi)的孔隙的壁上。選取骨架時，有大量的具有纖維結(jié)構(gòu)的有機材料可供選擇，比如海綿、木材、布料 等等。實驗表明，骨架材料選取蜂窩孔聚氨酯材料較為適宜。蜂窩孔聚氨酯材料具有易于 切割、纖維形狀合理、成本低等特點，還具有燒結(jié)夠殘留少，甚至無殘留等特點。蜂窩孔聚氨酯材料的骨架，易于選取厚度為10mm 20mm，孔徑為2mm 3mm的骨 架。用這種骨架生產(chǎn)出的透氣載體，具有結(jié)構(gòu)牢固、孔隙光照充分、透氣順暢等特點。加工內(nèi)部具有孔隙的透氣載體時，首先將骨架浸入用白色氧化鋁陶瓷造粒粉調(diào)制 的陶瓷液中，浸泡至少20分鐘，最好30分鐘以上取出。然后在相對濕度為65%及室溫條件 下干燥，12小時到20小時。然后在電阻爐中升至500°C 800°C，并保持2小時，隨爐自然 冷卻。此時作為骨架的聚氨酯材料已經(jīng)被高溫碳化從而得到了透氣載體。附著光觸媒材料時，首先將改性二氧化鈦光催化劑分散在水中，再溶入水溶性粘 合劑，制成漿料。然后噴涂在透氣載體上，并使其充分滲入透氣載體的孔隙中。然后將透氣 載體置于鼓風干燥箱中干燥。整個生產(chǎn)工藝較為簡單，成品率高。整個制造過程可以不需要專門設計的特殊的 設備，因此生產(chǎn)時投入較低。


圖1為陶瓷光觸媒載體的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為陶瓷光觸媒載體的制造工藝流程示意圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié) 合具體圖示進一步闡述本發(fā)明。參照圖1，陶瓷光觸媒載體，包括一允許空氣流通的透氣載體1。透氣載體1上附 著有光觸媒材料11。透氣載體1為陶瓷材料的透氣載體1，透氣載體1內(nèi)布置有復數(shù)條前 后貫通的孔隙12?？紫?2的內(nèi)壁上附著有光觸媒材料11。光觸媒材料11易于牢固的附 著在陶瓷材料上，且不易脫落。另外陶瓷材料還具有抗老化能力強、成本低、易于生產(chǎn)、對環(huán)境無污染等優(yōu)點。透氣載體1內(nèi)的復數(shù)條孔隙交錯排布，相互連通。復數(shù)條孔隙12相互連通，可以 避免一條孔隙12的一端被堵塞，或者某一段被堵塞的情況下，該條孔隙12內(nèi)其他部分的光 觸媒材料11仍然可以與流動的空氣接觸，以進行催化，從而保證整個陶瓷光觸媒載體的催 化能力。透氣載體1內(nèi)的復數(shù)條孔隙12交錯排布，相互連通，并構(gòu)成蜂窩狀結(jié)構(gòu)。實驗表 明蜂窩狀結(jié)構(gòu)，具有透氣效果好，且光觸媒材料11更易于受到光照的特點。這種結(jié)構(gòu)可以 有效提高陶瓷光觸媒載體的催化效果。陶瓷材料易于采用對紫外線透明的陶瓷材料。對紫 外線透明的材料，可以使紫外線更充分的照射到孔隙12的內(nèi)壁上附著的光觸媒材料11，以 便更好的激發(fā)光觸媒材料11的催化能力。陶瓷材料也可以采用對紫外線半透明的陶瓷材 料。對紫外線半透明的陶瓷材料，成本更低，并且可以滿足一般的催化需求。參照圖2，陶瓷光觸媒載體的制造工藝，包括選取骨架21、加工內(nèi)部具有孔隙的透 氣載體22、附著光觸媒材料23。第一步，選取骨架21，選取具有纖維結(jié)構(gòu)的有機材料作為骨架。第二步，加工內(nèi)部具有孔隙的透氣載體22 :(1)將骨架浸入陶瓷液中，使陶瓷液滲 入進骨架的纖維結(jié)構(gòu)中；(2)然后對滲入陶瓷液的骨架進行干燥；(3)對深入陶瓷液的骨架 進行燒結(jié)，將有機材料的骨架燒毀，陶瓷液燒結(jié)成內(nèi)部具有孔隙的蜂窩陶瓷；(4)冷卻，并 清理出蜂窩陶瓷中的骨架殘渣，形成透氣載體1。第三步，附著光觸媒材料23，將光觸媒材料11附著到蜂窩陶瓷內(nèi)的孔隙的壁上， 生成陶瓷光觸媒載體。第一步，進行選取骨架21時，有大量的具有纖維結(jié)構(gòu)的有機材料可供選擇，比如 海綿、木材、布料等等。實驗表明，骨架材料選取蜂窩孔聚氨酯材料較為適宜。蜂窩孔聚氨 酯材料具有易于切割、纖維形狀合理、成本低等特點，還具有燒結(jié)夠殘留少，甚至無殘留等 特點。蜂窩孔聚氨酯材料的骨架，易于選取厚度為10mm 20mm，孔徑為2mm 3mm的骨 架。用這種骨架生產(chǎn)出的透氣載體，具有結(jié)構(gòu)牢固、孔隙光照充分、透氣順暢等特點。第二步，加工內(nèi)部具有孔隙的透氣載體22時，首先將骨架浸入用白色氧化鋁陶瓷 造粒粉調(diào)制的陶瓷液中，浸泡至少20分鐘，最好30分鐘以上取出。然后在相對濕度為65% 及室溫條件下干燥，12小時到20小時。然后在電阻爐中升至500°C 800°C，并保持1個半 小時以上，最好2小時，隨爐自然冷卻。此時作為骨架的聚氨酯材料已經(jīng)被高溫碳化從而得 到了透氣載體。第三步，附著光觸媒材料23時，首先將改性二氧化鈦光催化劑分散在水中，再溶 入水溶性粘合劑，制成漿料。然后噴涂在透氣載體1上，并使其充分滲入透氣載體1的孔隙 12中。也可以將光觸媒材料淋在透氣載體1上，還可以將透氣載體1浸入光觸媒材料中。 總之將光觸媒材料附著在孔隙12壁上。然后將透氣載體置于鼓風干燥箱中干燥，目的是使 光觸媒材料干燥。整個生產(chǎn)工藝較為簡單，成品率高。整個制造過程可以不需要專門設計的特殊的 設備，因此生產(chǎn)時投入較低。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本 發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變 化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其 等效物界定。
權(quán)利要求
陶瓷光觸媒載體，包括一允許空氣流通的透氣載體，所述透氣載體上附著有光觸媒材料，其特征在于，所述透氣載體為陶瓷材料的透氣載體，所述透氣載體內(nèi)布置有復數(shù)條前后貫通的孔隙，所述孔隙的內(nèi)壁上附著有光觸媒材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷光觸媒載體，其特征在于所述透氣載體內(nèi)的復數(shù)條孔 隙交錯排布，相互連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷光觸媒載體，其特征在于所述透氣載體內(nèi)的復數(shù)條孔 隙交錯排布，相互連通，并構(gòu)成蜂窩狀結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的陶瓷光觸媒載體，其特征在于所述陶瓷材料易于采 用對紫外線透明的陶瓷材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的陶瓷光觸媒載體，其特征在于所述陶瓷材料也可以 采用對紫外線半透明的陶瓷材料。
6.陶瓷光觸媒載體的制造工藝，其特征在于，包括選取骨架、加工內(nèi)部具有孔隙的透氣 載體、附著光觸媒材料；第一步，選取骨架，選取具有纖維結(jié)構(gòu)的有機材料作為骨架；第二步，加工內(nèi)部具有孔隙的透氣載體(1)將骨架浸入陶瓷液中，使陶瓷液滲入進骨 架的纖維結(jié)構(gòu)中；(2)然后對滲入陶瓷液的骨架進行干燥；(3)對深入陶瓷液的骨架進行燒 結(jié)，將有機材料的骨架燒毀，陶瓷液燒結(jié)成內(nèi)部具有孔隙的蜂窩陶瓷；(4)清理出蜂窩陶瓷 中的骨架殘渣；第三步，附著光觸媒材料，將光觸媒材料附著到蜂窩陶瓷內(nèi)的孔隙的壁上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的陶瓷光觸媒載體的制造工藝，其特征在于，在第一步，選取骨 架時，骨架材料選取蜂窩孔聚氨酯材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的陶瓷光觸媒載體的制造工藝，其特征在于，蜂窩孔聚氨酯材 料的骨架，易于選取厚度為IOmm 20mm，孔徑為2mm 3mm的骨架。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的陶瓷光觸媒載體的制造工藝，其特征在于，第二步，加工內(nèi) 部具有孔隙的透氣載體時，首先將骨架浸入用白色氧化鋁陶瓷造粒粉調(diào)制的陶瓷液中，浸 泡至少20分鐘取出；然后在，室溫條件下干燥，12小時到20小時；然后在電阻爐中升至 500°C 800°C，并保持至少1個半小時，隨爐自然冷卻。
10.根據(jù)權(quán)利要求6、7或8所述的陶瓷光觸媒載體的制造工藝，其特征在于，第三步，附 著光觸媒材料時，首先將改性二氧化鈦光催化劑分散在水中，再溶入水溶性粘合劑，制成漿 料；將光觸媒材料附著在孔隙壁上，并使光觸媒材料干燥。
全文摘要
陶瓷光觸媒載體，涉及一種光觸媒載體。包括一允許空氣流通的透氣載體，透氣載體上附著有光觸媒材料，透氣載體為陶瓷材料的透氣載體，透氣載體內(nèi)布置有復數(shù)條前后貫通的孔隙，孔隙的內(nèi)壁上附著有光觸媒材料。陶瓷光觸媒載體的制造工藝，包括選取骨架、加工內(nèi)部具有孔隙的透氣載體、附著光觸媒材料。所承載的光觸媒材料與空氣接觸充分，易于充分得到光照。整個生產(chǎn)工藝較為簡單，成品率高。整個制造過程可以不需要專門設計的特殊的設備，因此生產(chǎn)時投入較低。
文檔編號B01J21/06GK101811070SQ20091019700
公開日2010年8月25日 申請日期2009年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月12日
發(fā)明者區(qū)峰, 王永富, 趙敏, 黃增斌 申請人:上海伯歐環(huán)?？萍及l(fā)展有限公司