一种除尘及分解二噁英的过滤材料的制备方法及产品技术

本发明专利技术涉及一种除尘及分解二噁英的过滤材料的制备方法及产品，具体步骤为：(1)制备TiO2溶胶；(2)将TiO2溶胶喷涂于滤布上，然后将滤布进行干燥烧结处理；(3)将钒盐和铈盐加入去离子水中，制得浸渍液；(4)将步骤(2)中经干燥烧结处理后的滤布置于步骤(3)中的浸渍液中，将浸渍后的滤布先干燥后烧结，制得催化分解层；(5)将步骤(4)中的催化分解层置于支承层之间，经纤维针刺加工处理，制得除尘及分解二噁英的过滤材料，该材料具有比表面积大、酸性位分布丰富的特点，除尘与二噁英催化分解性能优异，可实现除尘和二噁英分解一体化处理，简化工业尾气净化处理工艺流程，节省尾气处理的综合成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于过滤材料
，具体涉及一种除尘及分解二噁英的过滤材料的制备方法及产品。
技术介绍
随着世界各国现代工业化进程的快速发展，环境保护已成为世人关注的热点。大气污染己成为一个日益严重的全球性问题，固体废弃物在焚烧过程中产生大量污染物，如颗粒物、酸性气体、重金属以及二噁英等。这些污染物对人体健康存在极大危害，其中以二噁英的毒害最大，去除难度也最高。能源消耗产生的二噁英居于首位，其排放量约占总排放量的50％，废弃物的焚烧产生的二噁英次之，废弃物焚烧主要产生源为生活垃圾焚烧、危险废弃物焚烧以及医疗废弃物焚烧。二噁英包括210多种化合物，这类物质性质稳定，难以分解，通过生物链在生物体内积累，危害人类健康。目前，活性炭吸附是国内外常见的处理二噁英方法，去除效率也较高，然而活性炭的使用寿命、价格等因素限制了技术的推广。同时，吸附饱和的活性炭多采用填埋方式，填埋后转移到固相中的二噁英也可能对土壤和地下水源造成二次污染。随着纤维技术的发展和粉尘排放要求的提高，布袋除尘技术逐渐成为生产工艺的主流工艺。袋式除尘器结构较简单、投资较少，操作简单可靠，适应性强，且具有收集粉尘粒径范围广、过滤效率高的特点，被广泛用于空气过滤领域。近年来催化剂催化分解二噁英技术逐渐受到重视，它在一定的温度下(160-250℃)可将二噁英分解为二氧化碳、水和微量的盐酸气体。目前该类催化剂有加工成型(如蜂窝状)使用，但是存在基础设施投入大，不适用于小规模工业推广应用的缺点。从而，将催化剂粉体植入过滤材料中加工成滤布，可以替代现行的除尘滤袋，具有除尘和二噁英分解双效功能，因此，垃圾焚烧厂不需调整设备和运行参数的情况下就可使用，具有简单易行的特点。现有纤维技术中均采用含有催化剂的纤维与其他合成纤维经过开松、混和、梳理等系列加工过程，其中，含有催化剂的纤维由于强度低，不能承受该过程中强有力的开松力，造成纤维的损伤和断裂，最终导致其使用性能降低。所以，开发高强度、长使用寿命催化剂纤维技术势在必行，也将具有极大的应用前景。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于：(1)提供一种除尘及分解二噁英的过滤材料的制备方法；(2)提供一种除尘及分解二噁英的过滤材料。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：1、一种除尘及分解二噁英的过滤材料的制备方法，具体包括以下步骤：(1)将钛酸丁酯加入乙醇溶液中，搅拌至混合溶液呈乳白色；然后加入盐酸至所述混合溶液澄清透明；最后加入水，制得TiO2溶胶；(2)将步骤(1)制得的TiO2溶胶喷涂于滤布上，形成湿膜，然后将所述滤布进行干燥烧结处理；(3)将钒盐和铈盐加入去离子水中，制得浸渍液；(4)将步骤(2)中经干燥烧结处理后的滤布置于步骤(3)中制得的浸渍液中，然后将浸渍后的滤布干燥后焙烧，制得催化分解层；(5)将步骤(4)中制得的催化分解层置于支承层之间，经纤维针刺加工处理，制得除尘及分解二噁英的过滤材料。进一步，步骤(1)中，所述钛酸丁酯与乙醇溶液的物质量比为10～50:1，所述乙醇溶液的体积分数为90％，所述盐酸的质量分数10～20％，所述混合溶液澄清透明后溶液pH值为2～3。进一步，步骤(1)中，所述制得TiO2溶胶中溶胶质体积分数为1～2.5％。进一步，步骤(2)中，所述TiO2溶胶的喷量为50～200g/m2。进一步，步骤(2)中，所述干燥烧结处理的条件是在120～240℃下干燥烧结6～12h。进一步，步骤(2)中，所述滤布由聚四氟乙烯纤维、聚酞亚胺纤维、玻璃纤维或芳纶纤维中的一种或几种制成，厚度为9～12μm。进一步，步骤(3)中，所述钒盐为五氧化二钒；所述铈盐为二氧化铈；所述浸渍液中五氧化二钒的浓度为0.1～0.5mol/L，二氧化铈的浓度为0.005～0.01mol/L。进一步，步骤(4)中，所述将步骤(2)中经干燥烧结处理后的滤布置于步骤(3)中制得的浸渍液中6～12h，所述将浸渍后的滤布干燥后焙烧的条件是在60～90℃下干燥8～12h后于400～600℃下焙烧2～5h。进一步，步骤(5)中，所述支承层由聚四氟乙烯纤维、聚酞亚胺纤维、玻璃纤维或芳纶纤维中的一种或几种制成，厚度为12～16μm。2、由所述的一种除尘及分解二噁英的过滤材料的制备方法制得的一种除尘及分解二噁英的过滤材料。本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供一种除尘及分解二噁英的过滤材料的制备方法及产品，该方法首先利用溶胶-凝胶法制备TiO2溶胶，制得的TiO2溶胶中二氧化钛的粒径分布更宽，分子具有线性结构，内部结构以Ti-O-Ti键为主，为后续活性成分的载入提供了更好的催化剂载体；通过喷涂的方式可以使二氧化钛更加均匀的分布在滤布上，将喷涂TiO2溶胶的滤布先干燥后在浸入含有活性物质的溶液中，当活性成分载入后，可以保证二氧化钛的分子结构、粒径分布不受影响；将放入含有五氧化二钒、二氧化铈两种活性成分的浸渍液中浸渍后的滤布先进行低温干燥，能逐步去除二氧化钛中的水分，有效避免二氧化钛涂层因水分子的迅速失去而导致分子内部结构受损，同时，当五氧化二钒、二氧化铈将二氧化钛涂层的内部微孔填充后，低温干燥能缓慢去除整个复合材料的自由水，避免复合材料中催化剂材料表面形成汽蚀，保证催化剂的烧结强度与性能，随后的高温烧结可改变催化剂晶体结构，能有效激活其活性，最后将制得的催化分解层通过针刺工艺置于支撑层中间，增加了二噁英在催化层停留时间，提高反应效率，同时减少催化层纤维损失，制得的过滤材料具有比表面积大、酸性位分布丰富的特点，除尘与二噁英催化分解性能优异，可实现除尘和二噁英分解一体化处理，简化工业尾气净化处理工艺流程，节省尾气处理的综合成本。附图说明为了使本专利技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本专利技术提供如下附图：图1为二噁英催化脱除实验系统流程图；图2为实施例4在不同空速条件下除尘及分解二噁英的过滤材料的二噁英催化分解效率图；图3为实施例4在不同空速条件下除尘及分解二噁英的过滤材料的除尘效率图。具体实施方式下面将结合附图，对本专利技术的优选实施例进行详细的描述。实施例1(1)按钛酸丁酯与乙醇溶液的物质量比为10:1将钛酸丁酯加入体积分数为90％的乙醇溶液中，匀速搅拌至混合溶液呈乳白色；然后加入质量分数为10％的盐酸至所述混合溶液澄清透明，此时溶液pH值为2；最后加入去离子水至溶液中溶胶质体积分数为1％，制得TiO2溶胶。(2)将步骤(1)制得的TiO2溶胶按50g/m2的喷量喷涂于由四氟乙烯纤维制得厚度为9μm的滤布上，形成湿膜，然后将所述滤布在120℃下干燥烧结12h。(3)将五氧化二钒和二氧化铈加入去离子水中，搅拌后溶液中五氧化二钒的浓度为0.1mol/L，二氧化铈的浓度为0.01mol/L，制得浸渍液。(4)将步骤(2)中经干燥烧结处理后的滤布置于步骤(3)中制得的浸渍液中6h，然后将浸渍后的滤布在60℃下干燥12h后于400℃下焙烧5h，制得催化分解层。(5)将步骤(4)中制得的催化分解层置于由四氟乙烯纤维制得厚度为12μm的支承层之间，经纤维针刺加工处理，制得除尘及分解二噁英的过滤材料。实施例2(1)按钛酸丁酯与乙醇溶液的物质量比为30:1将钛酸丁酯加入体积分数为90％的乙醇溶液中，匀速搅拌至混合溶液呈乳白色；然后加入质量分数为15％的盐本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种除尘及分解二噁英的过滤材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将钛酸丁酯加入乙醇溶液中，搅拌至混合溶液呈乳白色；然后加入盐酸至所述混合溶液澄清透明；最后加入水，制得TiO2溶胶；(2)将步骤(1)制得的TiO2溶胶喷涂于滤布上，形成湿膜，然后将所述滤布进行干燥烧结处理；(3)将钒盐和铈盐加入去离子水中，制得浸渍液；(4)将步骤(2)中经干燥烧结处理后的滤布置于步骤(3)中制得的浸渍液中，然后将浸渍后的滤布干燥后焙烧，制得催化分解层；(5)将步骤(4)中制得的催化分解层置于支承层之间，经纤维针刺加工处理，制得除尘及分解二噁英的过滤材料。

【技术特征摘要】
1.一种除尘及分解二噁英的过滤材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将钛酸丁酯加入乙醇溶液中，搅拌至混合溶液呈乳白色；然后加入盐酸至所述混合溶液澄清透明；最后加入水，制得TiO2溶胶；(2)将步骤(1)制得的TiO2溶胶喷涂于滤布上，形成湿膜，然后将所述滤布进行干燥烧结处理；(3)将钒盐和铈盐加入去离子水中，制得浸渍液；(4)将步骤(2)中经干燥烧结处理后的滤布置于步骤(3)中制得的浸渍液中，然后将浸渍后的滤布干燥后焙烧，制得催化分解层；(5)将步骤(4)中制得的催化分解层置于支承层之间，经纤维针刺加工处理，制得除尘及分解二噁英的过滤材料。2.如权利要求1所述的一种除尘及分解二噁英的过滤材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述钛酸丁酯与乙醇溶液的物质量比为10～50:1，所述乙醇溶液的体积分数为90％，所述盐酸的质量分数10～20％，所述混合溶液澄清透明后溶液pH值为2～3。3.如权利要求1所述的一种除尘及分解二噁英的过滤材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述制得TiO2溶胶中溶胶质体积分数为1～2.5％。4.如权利要求1所述的一种除尘及分解二噁英的过滤材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述TiO2溶胶的喷量为50～200g/m2。5.如权利要求1所述的一种除尘及分解二...

【专利技术属性】
技术研发人员：高威，董茂林，胡堃，刘国华，谢建，周涛，
申请(专利权)人：中冶赛迪工程技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50