[发明专利]一种具有光催化功能的分子筛的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于环境污染净化材料领域，具体涉及一种具有光催化功能的分子筛的制备方法。

背景技术

光催化氧化降解环境中的有机污染物是一种新型的污染治理方法，通常颗粒细小的光催化材料具有较高的污染物处理活性，传统的光催化反应一般在悬浆态体系中进行。大规模的工业化应用要求处理后的废水与光催化材料能够快速分离，以满足连续流动工艺过程的需要。过滤、絮凝、沉淀和离心等传统的分离方法很难对颗粒较小的光催化材料进行分离和回收，因而不能实现连续操作。光催化剂的固定化可以有效地解决催化剂分离、回收、再生困难的问题。光催化剂的负载化包括两大方面：第一是在反应器内壁上或平板状载体上形成光催化剂薄膜材料；第二是在颗粒状、纤维状、层状、柔性材料以及具有孔道结构的物质等载体上固定光催化剂。这些载体的特点是：吸附性能好、比表面积大、易沉降或者易漂浮。

催化剂的固定技术及载体的选择已经成为光催化技术的一个非常重要的问题。采用分子筛作为TiO₂的载体，可以制备出分子筛负载的TiO₂光催化材料。TiO₂是目前研究最广泛、活性最理想的光催化材料。分子筛具有多孔结构和大比表面积，具有良好的吸附性能。光催化剂与分子筛的复合可以明显增强光催化活性。本专利公开一种具有光催化功能的分子筛的制备方法。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明旨在提供一种具有光催化功能的分子筛的制备方法，可以用于废水和废气的光催化处理工艺过程。

一种具有光催化功能的分子筛的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1：盐酸处理分子筛；

1.1：原料NaZSM-5分子筛硅铝比为50。将20 g NaZSM-5和600 mL 0.3~0.5 mol/L盐酸水溶液加入1 L三口圆底烧瓶，将烧瓶置于恒温电热包中，安装测温热电隅和电动搅拌机，采用直形冷凝管，管内通自来水作为冷却液；

1.2：控制混合液温度为90 ℃，回流4 h，待冷却后将混合液抽滤，反复用蒸馏水清洗滤饼；

1.3：将滤饼在110 ℃电热鼓风干燥箱中放置12 h，研磨，移入程控箱式电炉，在500~600 ℃煅烧4 h，得到HZSM-5；

2：分子筛钛离子交换和热处理；

2.1：将所得HZSM-5粉末和600 mL 0.1~0.3 mol/L TiCl₃水溶液加入1 L三口圆底烧瓶，将烧瓶置于恒温电热包中，安装测温热电隅和电动搅拌机，采用直形冷凝管，管内通自来水作为冷却液；

2.2：控制混合液温度为85 ℃，回流4 h，待冷却后将混合液抽滤，反复用蒸馏水清洗滤饼；

2.3：将滤饼在110 ℃电热鼓风干燥箱中放置12 h，研磨，移入程控箱式电炉，从室温开始以5 ℃/min的升温速率升至煅烧温度，煅烧温度为450~550 ℃，煅烧时间为3~5 h，得到表面附着TiO₂的ZSM-5分子筛。

所述的电动搅拌机的搅拌速率为100 rpm。

所述的直形冷凝管采用40 cm直形冷凝管。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明对NaZSM-5分子筛进行盐酸处理和钛离子交换，并经过热处理，在ZSM-5分子筛表面生成具有光催化活性的TiO₂，TiO₂活性涂层与分子筛基体结合紧密，活性中心分布均匀，分子筛孔道保留完整，能够充分利用分子筛的大表面和孔隙结构。

具体实施方式

实施例1

一种具有光催化功能的分子筛的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1：盐酸处理分子筛；

1.1：原料NaZSM-5分子筛硅铝比为50。将20 g NaZSM-5和600 mL 0.3 mol/L盐酸水溶液加入1 L三口圆底烧瓶，将烧瓶置于恒温电热包中，安装测温热电隅和电动搅拌机，搅拌速率为100 rpm，采用40 cm直形冷凝管，管内通自来水作为冷却液；

1.2：控制混合液温度为90 ℃，回流4 h，待冷却后将混合液抽滤，反复用蒸馏水清洗滤饼；

1.3：将滤饼在110 ℃电热鼓风干燥箱中放置12 h，研磨，移入程控箱式电炉，在500 ℃煅烧4 h，得到HZSM-5；

2：分子筛钛离子交换和热处理；