[发明专利]空气净化用纳米涂层多孔陶瓷材料及其制备方法

说明书

本发明提出了一种空气净化用纳米涂层多孔陶瓷材料及其制备方法，所述方法包括，分别将氧化铝粉、壳聚糖、聚乙烯醇、TiC_0.3N_0.7晶须、钛酸四丁酯和乙醇，混合搅拌均匀后加入球磨机中进行研磨制备浆液，然后在模具中固化成型得到多孔陶瓷，利用Bi₂MnO₆、纳米氧化银粉和硅溶胶制备得到催化剂分散体系，将多孔陶瓷浸没在催化剂分散体系中，干燥后制备得到纳米涂层多孔陶瓷材料。本发明的多孔陶瓷材料具有良好的颗粒过滤性能，同时在常规工作条件下能够对空气中的甲醛进行去除，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及空气净化技术领域，尤其涉及一种空气净化用纳米涂层多孔陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

受到空气污染的影响，越来越多的人选择使用空气净化设备对居住环境的空气进行净化处理，现有的空气净化设备工作原理主要包括物理吸附、机械过滤和化学反应型，物理吸附型相对更加环保，且原料和制备工艺均比较简单，一般都是通过基板负载多孔材料制备而成，然而物理吸附的净化效率低，且吸附的有毒有害物质容易脱附，造成二次污染。机械过滤则直接采用特定孔径的过滤芯材对空气进行过滤，过滤效果好，然而过滤芯材想要过滤小尺寸的污染物则需要投入更高成本，且过滤效果也会降低，同时机械过滤需要定期进行清理。化学反应型一般采用负载催化剂或触媒的方式，对空气中的有害物质进行吸附后催化反应，得到无害物质，过滤效果和污染物清理效果均比较好，但是想要催化剂或触媒正常工作，一般需要一定的工作条件，例如高能光照射等，这同样会给空气净化带来条件限制，不利于推广。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种能够在常规环境条件下进行空气净化的纳米涂层多孔陶瓷材料及其制备方法。

本发明的技术方案是这样实现的，本发明提供了一种空气净化用纳米涂层多孔陶瓷材料及其制备方法，包括如下步骤：

步骤一、多孔陶瓷的制备，分别将氧化铝粉、壳聚糖、聚乙烯醇、TiC0.3N0.7晶须、钛酸四丁酯和乙醇，混合搅拌均匀后加入球磨机中进行研磨，研磨1-3h，完毕所得浆料加入到模具内，在惰性气体气氛下加热至1000-1100℃，保温处理4-6h，得到多孔陶瓷；

步骤二、制备冷触媒，混合Bi2MnO6和纳米氧化银粉，投入球磨机内进行混合研磨，研磨0.5-1.5h，得到混合粉末，将混合粉末在氮气气氛下，加热至400-500℃，烧结10-30min，得到复合催化剂，复合催化剂再次投入到球磨机内进行研磨，研磨0.5-1.5h，得到催化剂粉末，将催化剂粉末与硅溶胶混合搅拌均匀，得到冷触媒胶体；

步骤三、制备纳米涂层多孔陶瓷材料，将步骤一所得多孔陶瓷浸没在步骤二的冷触媒胶体中，超声除泡1-2h，除泡完毕，取出多孔陶瓷，在氮气气氛下干燥至恒重，得到空气净化用纳米涂层多孔陶瓷材料。

在以上技术方案的基础上，优选的，步骤一中，所述氧化铝粉：壳聚糖：聚乙烯醇：TiC0.3N0.7晶须：钛酸四丁酯的质量比为1：(0.01-0.03)：(0.1-0.3)：(0.002-0.005)：(0.1-0.2)，所述乙醇的用量与其他原料用料比为1:1(v：m)。

在以上技术方案的基础上，优选的，步骤一中，在惰性气体气氛下加热至1000-1100℃的步骤包括，在10min内加热至200℃，保温处理10min，再在10min内加热至400℃，保温处理10min，再在10min内加热至600℃，保温处理10min，再在10min内加热至800℃，保温处理10min，再在20min内加热至1000-1100℃，保温处理4-6h，得到多孔陶瓷。

在以上技术方案的基础上，优选的，步骤二中，所述Bi2MnO6粉和纳米氧化银粉的质量比为1：(1-1.5)。

在以上技术方案的基础上，优选的，步骤二中，所述纳米氧化银粉的粒径为100-300nm。