[发明专利]Lu、N共掺杂TiO2光催化蜂窝陶瓷网的制备方法

权利要求书

1.Lu、N共掺杂TiO₂光催化蜂窝陶瓷网的制备方法，其特征是：以蜂窝陶瓷网作为第一载体，所述蜂窝陶瓷网的孔密度为30～40个孔/cm²，孔的形状为边长是1～2mm的正方形或正三角形或正六边形；在第一载体上负载比表面积为300～400m²／g、并掺杂了镧、铈和铁元素的活性Al₂O₃涂层作为第二载体，其中Al₂O₃∶La∶Ce∶Fe的质量比为100～110∶90～115∶50～70∶5～15；再在第二载体上负载加入了稀土元素Lu（镥）和非金属元素N(氮)的TiO₂光催化膜，即得到光催化蜂窝陶瓷网，所述TiO₂光催化膜中Lu∶N∶TiO₂的质量比为0.01～0.16∶0.40～1.88∶97.94～99.54。

2.如权利要求1所述Lu、N共掺杂TiO₂光催化蜂窝陶瓷网的制备方法，其特征是：所述第一载体的长、宽、厚为100～200×100～200×10～15mm。

3.如权利要求1或2所述Lu、N共掺杂TiO₂光催化蜂窝陶瓷网的制备方法，其特征是所述第一载体采用如下步骤制备：

先按如下质量比准备原料：星子土35～40%，郎溪土25～30%，凤阳石英20～28%，桐油1～5%，甘油1～3%、淀粉1～2%；然后将原料与水以1∶0.2～0.3质量比例混合，在20～25℃下混炼使泥料硬度为11±1HB后，在17±3℃下陈腐24±4hr，通过145～160目过滤杂质后形成塑性泥料；再经过模具挤压、切割成型；湿坯体经过195～210℃射频干燥0.4～0.5hr，得到干坯体；最后将干坯体在隧道窑内以1℃/min升温至200±20℃，以5±2℃/min升温至800±40℃，以0.8±0.2℃/min升温至1200℃，最后以0.9±0.2℃/min升温至1420±30℃，保温6±1hr，自然冷却至室温，即得到第一载体蜂窝陶瓷网半成品；再将半成品先用2～10%的盐酸或硫酸清洗以去除铁锈，然后用2～4%NaOH清洗以去除油污，再在蒸馏水中用超声清洗以彻底清除杂质，最后110～130℃烘干2～4hr即制得第一载体蜂窝陶瓷网。

4.如权利要求1所述Lu、N共掺杂TiO₂光催化蜂窝陶瓷网的制备方法，其特征是在第一载体上负载第二载体的具体方法如下：

先采用如下原料按质量比配置涂层浆料：镧改性氧化铝（La-Al₂O₃）∶拟薄水铝石（AlOOH·nH₂O）∶氧化铈锆粉（Ce和Zr的氧化物）∶Fe(NO₃)₃·9H₂O∶硝酸∶聚乙二醇∶去离子水=16.2～23.8∶3.8～6.4∶1.9～4.2∶0.8～2.1∶0.6～2.0∶0.1～0.3∶77.0～61.0，充分均匀混合，得到的浆料粘度为500～1000mPa·S，pH为3.5～4.0，前述氧化铈锆粉是Ce和Zr的氧化物，其中Ce与Zr的质量比为3～1∶2～1；然后将第一载体浸渍于浆料中10～30min，使之充分接触，然后缓慢提拉出载体，用空气吹扫清除载体孔洞中多余的浆料，250～350℃下烘干2～3hr；再采用程序升温法进行焙烧：用3～5hr由室温升至300～400℃并保持20～40min，再用20～40min升至450～550℃保持30～60min，再用10～20min升至550～650℃并保持1～3hr，自然冷却至至室温。

5.如权利要求4所述Lu、N共掺杂TiO₂光催化蜂窝陶瓷网的制备方法，其特征是作为第二载体的涂层厚度为17.3～25.4μm。

6.如权利要求4或5所述镥、氮共掺杂TiO₂光催化蜂窝陶瓷网的制备方法，其特征是浆液原料中，镧改性氧化铝中的La₂O₃与Al₂O₃的质量比为5.0～10.0∶95.0～10.0，拟薄水铝石中水的n=0.1～0.8。