一种中空多孔型光催化剂载体的制备方法技术

本发明专利技术属于光催化领域，涉及一种中空多孔型光催化剂载体的制备方法，以氧化铝与二氧化硅为表面壳层结构，且表面壳层呈介孔结构，所述载体中心呈中空状，并提供了具体的制备方法。本发明专利技术解决了中空介孔型载体的空白，利用异丙醇铝的乙醇溶解性和水解特性转化为氢氧化铝，同时恒温光照处理过程中转化为活性氧化，留下分子间的介孔结构。

【技术实现步骤摘要】
一种中空多孔型光催化剂载体的制备方法
本专利技术属于光催化领域，涉及一种中空多孔型光催化剂载体的制备方法。
技术介绍
光触媒也叫光催化剂，是一种以纳米级二氧化钛为代表的具有光催化功能的半导体材料的总称。具有代表性的光触媒材料是二氧化钛，它能在光照射下产生强氧化性的物质(如羟基自由基、氧气等)，并且可用于分解有机化合物、部分无机化合物、细菌及病毒等。日常生活中，光触媒能有效地降解空气中有毒有害气体如甲醛等，高效净化空气；同时，能够有效杀灭多种细菌，并能将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理。在实际使用过程中，二氧化钛对低分子有机物降解效果比较好，且降解速度块，但是面对高分子材料，二氧化钛的降解速度较慢，甚至出现催化剂因高分子覆盖而失活的现象。因此，介孔型光催化剂成为研究热点之一。但是，目前还未有介孔型光催化剂载体的相关报道。
技术实现思路
针对现有技术中的问题，本专利技术提供一种中空介孔型光催化剂载体，解决了中空介孔型载体的空白，利用异丙醇铝的乙醇溶解性和水解特性转化为氢氧化铝，同时恒温光照处理过程中转化为活性氧化，留下分子间的介孔结构。为实现以上技术目的，本专利技术的技术方案是：一种中空介孔型光催化剂载体，以氧化铝与二氧化硅为表面壳层结构，且表面壳层呈介孔结构，所述载体中心呈中空状。其制备方法包括如下步骤：步骤1，将乙基纤维素加入无水乙醇中低温超声10-40min，恒温造粒形成甲基纤维素球状颗粒，所述乙基纤维素与无水乙醇的质量比为10:3-5，低温超声的温度为10-20℃，超声频率为100-200kHz，所述恒温造粒的温度为80-90℃，压力为0.13-0.15MPa；步骤2，将异丙醇铝加入无水乙醇中低温搅拌均匀，然后加入硅酸乙酯低温超声至完全分散，形成混合醇液；所述异丙醇铝在无水乙醇中的浓度为5-10g/L，低温搅拌的速度为1000-2000r/min，温度为5-10℃，所述硅酸乙酯的加入量是异丙醇铝质量的25-40％，低温超声的温度为2-8℃，超声频率为40-80kHz；步骤3，将混合醇液喷淋在球状颗粒表面，并恒温烘干10-20min，然后在含水蒸气的反应釜中恒温静置30-60min，升温干燥得到镀膜颗粒；所述喷淋的喷淋量为15-30mL/cm2,恒温烘干的温度为80-90℃，所述喷淋的喷淋量采用喷淋与烘干反复10-20次的方式镀膜形成；所述反应釜中的水蒸气在空气中的体积含量为3-8％，所述恒温静置的温度为110-130℃，升温干燥的温度为110-120℃；步骤4，将镀膜颗粒放入光照反应釜内光照处理2-5h，氮气吹扫1-4h，得到中空介孔型光催化剂载体；所述光照反应釜的空气中氧气的体积含量为40-60％，光照处理采用紫外光照处理，表面光照强度为10-20mW/cm2，温度为150-160℃，所述氮气吹扫的温度为110-120℃，吹扫速度为1-3mL/min。从以上描述可以看出，本专利技术具备以下优点：1.本专利技术解决了中空介孔型载体的空白，利用异丙醇铝的乙醇溶解性和水解特性转化为氢氧化铝，同时恒温光照处理过程中转化为活性氧化，留下分子间的介孔结构。2.本专利技术利用硅酸乙酯作为硅源掺杂剂，并在水解过程中与活性氧化铝形成键连，形成壳层结构，同时二氧化硅机本身的透光性能够保证光线进入中空内，保证光催化反应的进行。具体实施方式结合实施例详细说明本专利技术，但不对本专利技术的权利要求做任何限定。实施例1一种中空介孔型光催化剂载体，以氧化铝与二氧化硅为表面壳层结构，且表面壳层呈介孔结构，所述载体中心呈中空状：其制备方法包括如下步骤：步骤1，将乙基纤维素加入无水乙醇中低温超声10min，恒温造粒形成甲基纤维素球状颗粒，所述乙基纤维素与无水乙醇的质量比为10:3-5，低温超声的温度为10℃，超声频率为100kHz，所述恒温造粒的温度为80℃，压力为0.13MPa；步骤2，将异丙醇铝加入1L无水乙醇中低温搅拌均匀，然后加入硅酸乙酯低温超声至完全分散，形成混合醇液；所述异丙醇铝在无水乙醇中的浓度为5-10g/L，低温搅拌的速度为1000r/min，温度为5℃，所述硅酸乙酯的加入量是异丙醇铝质量的25％，低温超声的温度为2℃，超声频率为40kHz；步骤3，将混合醇液喷淋在球状颗粒表面，并恒温烘干10min，然后在含水蒸气的反应釜中恒温静置30min，升温干燥得到镀膜颗粒；所述喷淋的喷淋量为15mL/cm2,恒温烘干的温度为80℃，所述喷淋的喷淋量采用喷淋与烘干反复10次的方式镀膜形成；所述反应釜中的水蒸气在空气中的体积含量为3％，所述恒温静置的温度为110℃，升温干燥的温度为110℃；步骤4，将镀膜颗粒放入光照反应釜内光照处理2h，氮气吹扫1h，得到中空介孔型光催化剂载体；所述光照反应釜的空气中氧气的体积含量为40％，光照处理采用紫外光照处理，表面光照强度为10mW/cm2，温度为150℃，所述氮气吹扫的温度为110℃，吹扫速度为1mL/min。本实施例制备的催化剂载体直径为2mm，中空直径为1.4mm，结构稳固，表面形成微米级介孔。实施例2一种中空介孔型光催化剂载体，以氧化铝与二氧化硅为表面壳层结构，且表面壳层呈介孔结构，所述载体中心呈中空状。其制备方法包括如下步骤：步骤1，将乙基纤维素加入无水乙醇中低温超声40min，恒温造粒形成甲基纤维素球状颗粒，所述乙基纤维素与无水乙醇的质量比为2:1，低温超声的温度为20℃，超声频率为200kHz，所述恒温造粒的温度为90℃，压力为0.15MPa；步骤2，将异丙醇铝加入无水乙醇中低温搅拌均匀，然后加入硅酸乙酯低温超声至完全分散，形成混合醇液；所述异丙醇铝在无水乙醇中的浓度为10g/L，低温搅拌的速度为2000r/min，温度为10℃，所述硅酸乙酯的加入量是异丙醇铝质量的40％，低温超声的温度为8℃，超声频率为80kHz；步骤3，将混合醇液喷淋在球状颗粒表面，并恒温烘干20min，然后在含水蒸气的反应釜中恒温静置60min，升温干燥得到镀膜颗粒；所述喷淋的喷淋量为30mL/cm2,恒温烘干的温度为90℃，所述喷淋的喷淋量采用喷淋与烘干反复20次的方式镀膜形成；所述反应釜中的水蒸气在空气中的体积含量为8％，所述恒温静置的温度为130℃，升温干燥的温度为120℃；步骤4，将镀膜颗粒放入光照反应釜内光照处理5h，氮气吹扫4h，得到中空介孔型光催化剂载体；所述光照反应釜的空气中氧气的体积含量为60％，光照处理采用紫外光照处理，表面光照强度为20mW/cm2，温度为160℃，所述氮气吹扫的温度为120℃，吹扫速度为3mL/min。本实施例制备的催化剂载体直径为3mm，中空直径为2.5mm，结构稳固，表面形成微米级介孔。实施例3一种中空介孔型光催化剂载体，以氧化铝与二氧化硅为表面壳层结构，且表面壳层呈介孔结构，所述载体中心呈中空状。其制备方法包括如下步骤：步骤1，将乙基纤维素本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种中空介孔型光催化剂载体，其特征在于：以氧化铝与二氧化硅为表面壳层结构，且表面壳层呈介孔结构，所述载体中心呈中空状。/n

【技术特征摘要】
1.一种中空介孔型光催化剂载体，其特征在于：以氧化铝与二氧化硅为表面壳层结构，且表面壳层呈介孔结构，所述载体中心呈中空状。


2.根据权利要求1所述的中空介孔型光催化剂载体，其特征在于：所述载体的制备方法包括如下步骤：
步骤1，将乙基纤维素加入无水乙醇中低温超声10-40min，恒温造粒形成甲基纤维素球状颗粒；
步骤2，将异丙醇铝加入无水乙醇中低温搅拌均匀，然后加入硅酸乙酯低温超声至完全分散，形成混合醇液；
步骤3，将混合醇液喷淋在球状颗粒表面，并恒温烘干10-20min，然后在含水蒸气的反应釜中恒温静置30-60min，升温干燥得到镀膜颗粒；
步骤4，将镀膜颗粒放入光照反应釜内光照处理2-5h，氮气吹扫1-4h，得到中空介孔型光催化剂载体。


3.根据权利要求2所述的中空介孔型光催化剂载体，其特征在于：所述步骤1中的乙基纤维素与无水乙醇的质量比为10:3-5，低温超声的温度为10-20℃，超声频率为100-200kHz。


4.根据权利要求2所述的中空介孔型光催化剂载体，其特征在于：所述步骤1中的恒温造粒的温度为80-90℃，压力为0.13-0.15MPa。


5.根据权利要求2所述的中空介孔型光催化剂载体，其特征在于：所述步骤2...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴亚良，李婷，
申请(专利权)人：吴亚良，
类型：发明
国别省市：江苏;32