一种家用电烤箱油污催化自清洁材料的开发及应用制造技术

本发明专利技术属于催化材料的制备领域，具体涉及一种烤箱油污催化自清洁材料的开发及应用。该催化自清洁涂层材料的制备方法，包括以下步骤：将硝酸锰、硝酸钴、硝酸镧、硝酸铈溶解于30mL去离子水，室温下搅拌2h形成澄清的溶液；往上述溶液中加入γ型氧化铝、二氧化钛(P25)，继续搅拌4h，形成均匀的浆料；将上述浆料加入球磨釜，在高速球磨机上球磨12h；将球磨后的粘稠浆料均匀喷在金属铁板上，置于80℃烘箱干燥12h，然后放在500℃马弗炉焙烧4h，即得到该催化氧化涂层。本涂层置于家用烤箱内部，家用烤箱使用过程中挥发出来的油污吸附在涂层表面会及时被涂层表面的活性组分氧化分解，从而有效地去除了油污分子，保持烤箱内部的清洁度，实现了烤箱自清洁功能。实现了烤箱自清洁功能。

【技术实现步骤摘要】
一种家用电烤箱油污催化自清洁材料的开发及应用


[0001]本专利技术属于催化材料的制备领域，具体涉及一种可用于家用电烤箱油污催化分解的涂层材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来电烤箱市场需求旺盛，然而居民日常装备和使用的大多为国产中低档烤箱，在使用过程中烘烤油烟往往只能借助厨房油烟机排出室外，长期使用各种油渍更是粘结在烤箱内壁，给烤箱卫生清理维护工作带来了诸多困扰。随着智能环保家用设备的兴起，具备自动清洁功能的电烤箱已经走入居民的日常生活，然而目前市面上具备此功能的高端电烤箱仍主要由德国西门子、博世、日本松下等外资品牌所垄断，价格极其昂贵无法被广大居民所接受。例如在京东商城上标价上万元的西门子嵌入式蒸烤箱，因其配置了高温自分解涂层，因此烹饪过程中产生的油渍可以得到有效清除。国内家电龙头海尔集团也已经开发上市了具备自动清洁功能的电烤箱，原理在于高温条件下内腔多孔搪瓷层吸附的油污被分解成碳质，再经轻轻擦拭即可使烤箱内部亮洁如新；然而该烤箱自清洁时温度高达450℃,电能损耗以及高温安全问题仍制约了其广泛应用。除此之外，已有相关人员报道基于紫外耦合光催化技术用于净化烤箱油烟的技术方案也在研究中。高能紫外油烟净化技术在工业废气处理及商用厨房油烟净化等领域已经有了较成熟的应用，但是在空间小、油烟流道距离短的环境下，传统的紫外油烟净化技术在空间和油烟净化效率上都有一定的局限性。尽管光催化技术在挥发性有机物降解领域具有实际应用，然而高能紫外灯是该技术不可或缺的要素。在电烤箱相对狭窄的空间配置紫外灯使得该技术方案难以操作，同时光催化对于油污分子的降解效率仍是一大疑问。综上来看，真正具备油污高效自清洁功能的电烤箱产品在国内品牌产品中仍属于空白。
[0003]本专利技术针对家用电烤箱使用中存在的油烟污染和清洁难等痛点问题，利用金属氧化物优异的氧化还原性能及其高效催化净化挥发性有机物的机理，开发出一种新型催化氧化涂层材料用于烤箱油污分解，这种材料经高温烧结成型后仍具备较高的比表面积和孔隙率，有助于油污分子的表面吸附和扩散，较高的烧结强度可避免涂层脱落造成食物的污染，同时对油污表现出高效的催化降解效率，实现了电烤箱真正的自清洁功能。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种可用于家用电烤箱油污催化氧化分解的涂层及其制备方法，具体包括以下步骤：
[0005](1)取一定量的硝酸锰、硝酸钴、硝酸镧、硝酸铈的金属盐前驱体溶于去离子水中，在室温下搅拌2h得到澄清的混合盐溶液；
[0006](2)搅拌的同时向步骤(1)得到的前驱体盐溶液中分别缓慢加入γ型氧化铝和P25二氧化钛，继续在室温下下搅拌4h得到均匀的浆料；
[0007](3)将上述浆料加入球磨釜，在高速球磨机上使用6000r/min的转速球磨12h；
[0008](4)球磨后的粘稠浆料冷却后，均匀涂抹在金属板上面，然后置于80℃的烘箱干燥12h，最后放在500℃马弗炉焙烧4h，最终得到油污催化分解涂层材料。
[0009]在本专利技术的技术方案中：
[0010]步骤(1)中的锰盐为质量分数50％的硝酸锰水溶液，钴盐为质量分数为99％的硝酸钴六水合物，镧盐为质量分数为99.9％的硝酸镧六水合物，铈盐为质量分数为99.5％的硝酸铈六水合物。加入金属盐的顺序为：先向硝酸锰溶液中加入一定量去离子水形成均匀的稀释硝酸锰溶液，再分别加入硝酸钴，硝酸镧和硝酸铈。
[0011]步骤(2)中的γ型氧化铝为99.99％的γ相纳米氧化铝，平均粒径大小约20nm，二氧化钛为P25型纳米二氧化钛，平均粒径大小约25nm，为锐钛矿和金红石的混合相。
[0012]本专利技术还提供了该复合金属氧化物催化涂层在家用电烤箱油污分解自清洁领域的应用，在烤箱工作温度为200℃、烘烤同等类型和质量食物(如猪肉、鸡翅)的条件下，将制备好的涂层材料和同等尺寸的空白金属板材分别置于两个烘烤条件一样的烤箱上部，经过1h的烤制时间，空白金属板材上面附着有大量的挥发性油渍，而涂层材料上面光洁如初，实现了对挥发性油污分子的高效、原位去除，经测算相比空白测试涂层材料对油污分子的净化效率高于90％。
[0013]本专利技术的主要优势包括：
[0014](1)本专利技术制备得到的复合金属氧化物催化涂层无任何有毒有害成分和重金属，利用多组分的复合金属氧化物协同作用实现了多种挥发性油污分子的催化消除；
[0015](2)本专利技术通过优化催化涂层的制备工艺，如控制锰、钴、镧和铈的摩尔比，使得制备得到的复合金属氧化物在载体上能够均匀分布，利用多孔载体的高比表面积和孔道结构增强对挥发性油污的吸附效率，利用优化调控的锰钴镧铈复合金属氧化物作为催化活性位点，将涂层表面吸附的挥发性油污高效转化为二氧化碳和水，“吸附
‑
催化”两者协同使用，进而显著提高催化涂层对于油污的净化效率；
[0016](3)本专利技术制备的催化涂层可以长期使用，能够长时间保持较高的油污净化效率，消除了家用电烤箱日常油污清理的烦恼和麻烦。
具体实施例
[0017]实施例1：
[0018](1)以硝酸锰为锰源，硝酸钴为钴源，硝酸镧为镧源，硝酸铈为铈源，将2.15g质量分数50％的硝酸锰水溶液溶于100mL去离子水中，然后分别加入0.59g六水合硝酸钴、0.43g六水合硝酸镧和0.44g六水合硝酸铈，在室温下搅拌2h得到澄清的前驱体溶液，所述前驱体溶液中的锰元素、钴元素、镧元素与铈元素的摩尔比为0.60:0.20:0.10:0.10；
[0019](2)搅拌的同时向步骤(1)得到的前驱体盐溶液中分别缓慢加入2.64gγ型氧化铝和0.66g P25二氧化钛，继续在室温下搅拌4h得到均匀的浆料，所述浆料中γ型氧化铝、P25二氧化钛与锰元素的质量比为0.80:0.20:0.10；
[0020](3)将上述浆料按照质量平均分成4份，分别加入四个100mL的球磨釜，在高速球磨机上使用6000r/min的转速球磨12h；
[0021](4)待球磨后的粘稠浆料冷却后，使用高压喷枪将浆料均匀喷在3mm厚的金属铁板上面(尺寸20cm*10cm)，然后置于80℃的烘箱干燥12h，最后放在500℃马弗炉焙烧4h，即得
到所述的复合金属氧化物催化氧化涂层材料。
[0022]实施例2：本实施方式与实施例1不同的是步骤(2)中所述前驱体溶液中的锰元素、钴元素、镧元素与铈元素的摩尔比为0.60:0.20:0.05:0.15，其它与实施例1相同。
[0023]实施例3：本实施方式与实施例1不同的是步骤(2)中所述前驱体溶液中的锰元素、钴元素、镧元素与铈元素的摩尔比为0.60:0.20:0.15:0.05，其它与实施例1相同。
[0024]实施例4：本实施方式与实施例1不同的是步骤(2)中所述浆料中γ型氧化铝、P25二氧化钛与锰元素的质量比为0.70:0.30:0.10，其它与实施例1相同。
[0025]实施例5：本实施方式与实施例1不同的是步骤(2)中所述浆料中γ本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种家用电烤箱油污催化氧化涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)取一定量的硝酸锰、硝酸钴、硝酸镧、硝酸铈的金属盐前驱体溶于去离子水中，在室温下搅拌2h得到澄清的混合盐溶液；(2)搅拌的同时向步骤(1)得到的前驱体盐溶液中分别缓慢加入γ型氧化铝和P25二氧化钛，继续在室温下搅拌4h得到均匀的浆料；(3)将上述浆料加入球磨釜，在高速球磨机上使用6000r/min的转速球磨12h；(4)球磨后的粘稠浆料冷却后，均匀涂抹在金属板上面，然后置于80℃的烘箱干燥12h，最后放在500℃马弗炉焙烧4h。2.根据权利要求1所述的催化氧化涂层的制备方法，所述步骤(1)中混合盐溶液中的锰元素、钴元素、镧元素和铈元素...

【专利技术属性】
技术研发人员：张传辉，张洪量，王烁铭，杜传顺，侯苏杭，
申请(专利权)人：几唯苏州新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：