[实用新型]一种活性炭基纳米TiO2复合MnO2催化材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种活性炭基空气催化净化材料技术设备领域，特别涉及一种活性炭基纳米TiO₂复合MnO₂催化材料及其制备方法。

背景技术

本发明涉及一种以纳米二氧化钛为基础催化材料，二氧化锰以化学沉积的方法附着在纳米TiO₂颗粒表面组成的复合催化材料及其制备方法，特别适用于室内及工业废气治理的催化材料制备。

研究表明，室内环境中大部分有机污染物的污染水平是室外的数倍，有时甚至高达百倍数量级；而现代人通常平均在室内度过的时间占到80％—90％，也正由于人类在室内较高的污染浓度暴露水平，所以室内空气质量与人体更为密切相关，也更为空气净化企业所关注；作为空气污染物大多数均具有化学毒性，对人体健康构成潜在的危害，因此研发高效、长效的空气净化材料，去除空气中挥发性有机物是非常重要的课题。

现有技术中，对空气中污染物的净化技术主要有换气法、过滤法、吸附法、光催化降解方法；前三种方法存在局期性，没有对有机污染物降解和脱毒功能，而光催化降解技术是利用TiO₂的光催化特性，对空气中的有机污染物进行降解脱毒；由于纳米TiO₂颗粒化学稳定性高、成本低，作为光催化材料，同时具有氧化性强、降解效率高、无毒且无二次污染等优点，在环境污染治理和新能源应用领域的前景非常广阔。然而，纳米TiO₂光催化剂在反应过程中光子利用率低、电子空穴对易复合；纳米颗粒粒径小、易团聚；比表面积小，对污染物分子吸附性能差；在动态流体中难回收、易损失，造成粉尘污染等问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种活性炭基纳米TiO₂复合MnO₂催化材料及其制备方法，针对现有技术中的不足，从废气治理的实际应用角度考虑，采用蜂窝活性炭块或者碳纤维网作为基材，将纳米TiO₂颗粒与MnO₂进行负载制备出复合催化材料，提高其催化性能，与纯纳米TiO₂颗粒相比，以超细二氧化钛为基础催化材料，二氧化锰以化学沉积的方法附着在纳米TiO₂颗粒表面组成的复合催化材料催化活性高、制备工艺流程短、易于控制，复合催化材料具有氧化性强、降解效率高、无毒且无二次污染等优点，在环境污染治理和新能源应用领域前景广阔；解决了普通纳米TiO₂光催化剂在反应过程中光子利用率低、电子空穴对易复合、纳米颗粒粒径小、易团聚、比表面积小的问题，对有机污染物分子吸附性能好。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种活性炭基纳米TiO₂复合MnO₂催化材料，包括蜂窝矩形块、蜂窝圆形块、蜂窝六棱块、蜂窝孔、三角条纹、半圆条纹、Ti/Mn涂层、蜂窝纤维网，其特征在于：

所述蜂窝矩形块、蜂窝圆形块、蜂窝六棱块，由活性炭粉末经过压机，分别由矩形模具、圆形模具和六棱模具压制成型，所述蜂窝矩形块、蜂窝圆形块、蜂窝六棱块截面上满布设置有等距离方形的蜂窝孔，所述蜂窝孔沿所述蜂窝矩形块、蜂窝圆形块和蜂窝六棱块轴向通孔设置；所述蜂窝孔的内侧四壁上沿所述蜂窝矩形块、蜂窝圆形块和蜂窝六棱块轴向设置有三角条纹和半圆条纹，所述三角条纹和半圆条纹相互交错设置；所述蜂窝矩形块、蜂窝圆形块、蜂窝六棱块和蜂窝纤维网上的蜂窝孔内部涂敷有Ti/Mn涂层；所述Ti/Mn涂层覆着在所述三角条纹和半圆条纹表面。

所述蜂窝纤维网为单层或者多层复合网。

所述蜂窝矩形块边长、蜂窝圆形块直径、蜂窝六棱块直径的尺寸范围为30mm—1000mm。

所述蜂窝矩形块、蜂窝圆形块、蜂窝六棱块的长度范围为80mm—1000mm。

所述蜂窝孔的尺寸范围为3mm—100mm。

所述三角条纹至少设置一条，所述半圆条纹至少设置一条。

一种活性炭基纳米TiO₂复合MnO₂催化材料的制备方法，包括基材活化、纳米钛制备、钛涂敷、锰涂敷、化学沉积、后处理，其特征在于：