用于降解氮氧化物的基于絡(luò)合穩(wěn)定分散的光觸媒、制備方法及其應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于降解氮氧化物的基于絡(luò)合穩(wěn)定分散的光觸媒、制備方法及其應(yīng)用,該光觸媒按重量百分比計(jì)包括以下原料:鈦源0.2%-50%、水解抑制劑0.005%-1%、去離子水48%-98%、晶型控制劑0.1%-25%、鈦離子絡(luò)合劑1%-20%;該光觸媒為納米二氧化鈦透明水溶膠,且其pH值在7-8之間,粒徑在10-30mn之間,晶型呈銳鈦礦型。本發(fā)明鈦離子絡(luò)合劑和晶型控制劑的結(jié)合,使得納米顆粒之間幾乎完全不會(huì)有團(tuán)聚,不受高低溫沖擊等因素的影響;且絡(luò)合劑的存在,使得在成膜過程中,可以明顯改善成膜的附著力以及均勻性,從而呈現(xiàn)無色透明的納米二氧化鈦薄膜,該成膜附著力好,不會(huì)出現(xiàn)粉化脫落的現(xiàn)象,且產(chǎn)品為全無機(jī)成分,無二次污染,在紫外光甚至室內(nèi)弱光條件下對(duì)氮氧化物有很好的催化降解效果。
【專利說明】用于降解氮氧化物的基于絡(luò)合穩(wěn)定分散的光觸媒、制備方法及其應(yīng)用
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及光觸媒【技術(shù)領(lǐng)域】,尤其涉及一種用于降解氮氧化物的基于絡(luò)合穩(wěn)定分散的光觸媒、制備方法及其應(yīng)用。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]隨著當(dāng)前社會(huì)的環(huán)境污染問題逐漸凸顯出來,尤其是霧霾的大面積出現(xiàn)嚴(yán)重威脅到人類的生存環(huán)境。在該空氣中含有大量的氮氧化物,氮氧化物包括多種化合物,如一氧化二氮(N2O)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、三氧化二氮(N203)、四氧化二氮(N2O4)和五氧化二氮(N2O5)等,氮氧化物都具有不同程度的毒性,其可刺激肺部,使人較難抵抗感冒之類的呼吸系統(tǒng)疾病,呼吸系統(tǒng)有問題的人士如哮喘病患者,會(huì)較易受二氧化氮影響,對(duì)兒童來說,氮氧化物可能會(huì)造成肺部發(fā)育受損。研究指出長(zhǎng)期吸入氮氧化物可能會(huì)導(dǎo)致肺部構(gòu)造改變,會(huì)對(duì)人體造成嚴(yán)重的危害。因此,環(huán)境中氮氧化物的治理刻不容緩。
[0005]納米二氧化鈦光觸媒作為一個(gè)新興的空氣凈化環(huán)保材料,近期得到了越來越廣泛的研究。但現(xiàn)有技術(shù)多為實(shí)驗(yàn)室研發(fā)產(chǎn)品,且形態(tài)以粉體為主,而便于施工和應(yīng)用的溶劑型產(chǎn)品鮮有報(bào)道。對(duì)于穩(wěn)定二氧化鈦水溶膠的研究,中南大學(xué)發(fā)明了一種酸性溶膠體系的制備方法,該制備方法是通過合成正鈦酸的前驅(qū)體,然后用強(qiáng)酸進(jìn)行溶膠化,成膜才用提拉法成膜,而后燒結(jié)固化形成一層光觸媒降解涂層,該法由于需要提拉成膜、燒結(jié)固化等整體成型工藝,使其應(yīng)用受到諸多限制。
[0006]專利CN1442366A中提到一種帶絡(luò)合基的納米二氧化鈦分散液,該方法使用了有機(jī)粘合劑、增稠劑,有帶來二次污染的潛在風(fēng)險(xiǎn)。在納米二氧化鈦的負(fù)載上,選擇的是機(jī)械混合方式,而不是納米粒子表面修飾,不能從納米晶體結(jié)構(gòu)上對(duì)納米材料的催化活性進(jìn)行改善,對(duì)催化活性的提高有限。
[0007]現(xiàn)有的納米二氧化鈦分散液缺點(diǎn):
O制備條件較高,一般需要高溫高壓(水熱、溶劑熱合等),生產(chǎn)成本高;
2)大多數(shù)分散水平不高,存放時(shí)間久后會(huì)團(tuán)聚沉淀;
3)pH值呈一定的酸性或者堿性,對(duì)基材有一定的腐蝕;
4)成膜附著力不高容易損失;
5)實(shí)際使用的催化效率較低,室內(nèi)/弱光條件幾乎沒有降解效果;
6)無法對(duì)氮氧化物氣體進(jìn)行有效的降解。
[0008]
【發(fā)明內(nèi)容】
[0009]針對(duì)上述技術(shù)中存在的不足之處,本發(fā)明提供一種制備條件溫和、穩(wěn)定性高、施工簡(jiǎn)單及催化效率高的用于降解氮氧化物的基于絡(luò)合穩(wěn)定分散的光觸媒、制備方法及其應(yīng)用。
[0010]為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供一種用于降解氮氧化物的基于絡(luò)合穩(wěn)定分散的光觸媒,按重量百分比計(jì)包括以下原料:鈦源0.2%-50%、水解抑制劑0.005%_1%、去離子水48%-98%、晶型控制劑0.1%_25%、鈦離子絡(luò)合劑1%_20% ;該光觸媒為納米二氧化鈦透明水溶膠,且其pH值在7-8之間,粒徑在10-30nm之間,晶型呈銳鈦礦型。
[0011]其中,按重量百分比計(jì)包括以下原料:鈦源0.2%-20%、水解抑制劑0.005%-0.8%、去離子水50%-80%、晶型控制劑0.5%-10%、鈦離子絡(luò)合劑2%-10%。
[0012]其中,該光觸媒按重量百分比計(jì)包括以下原料:鈦源20%、水解抑制劑0.8%、去離子水60%、晶型控制劑10%、鈦離子絡(luò)合劑9.2%。
[0013]為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明還提供一種用于降解氮氧化物的基于絡(luò)合穩(wěn)定分散的光觸媒的制備方法,包括以下步驟:
步驟1,在0.2%-50%的鈦源中添加0.005%-1%的水解抑制劑;
步驟2,將添加有水解抑制劑的鈦源緩慢的滴加到48%-98%的去離子水中,并得到呈酸性的溶液;
步驟3,在溶液中加入堿液,并調(diào)整溶液的pH值直至呈中性,且中和反應(yīng)產(chǎn)生鈦酸沉淀;
步驟4,分離并洗滌鈦酸沉淀,使得鈦酸沉淀表面上帶入的其他雜質(zhì)離子得到有效的清洗除卻;
步驟5,在洗滌好的鈦酸沉淀中加入適量去離子水并攪拌成分散成乳液;
步驟6,在乳液中添加0.1%-25%的晶型控制劑及1%_20%的鈦離子絡(luò)合劑,直至乳液中的鈦酸沉淀完全溶解;
步驟7,將完全溶解的乳液進(jìn)行加熱反應(yīng),即可得到均勻透明的納米二氧化鈦透明水溶膠,且該分散液的pH值在7-8之間,粒徑在10-30nm之間,晶型呈銳鈦礦型。
[0014]其中,所述晶型控制劑為硝酸鉍、硝酸鉻、稀硝酸、硝酸銨、硝酸鈉中的任意一種;所述鈦離子絡(luò)合劑為檸檬酸、酒石酸、ETDA、絡(luò)酸H2[PtC16]、乙二胺、三乙烯四胺中的任意一種。
[0015]其中,所述步驟7中加熱反應(yīng)的溫度是80-150°,加熱時(shí)間是2_24小時(shí)。
[0016]其中,所述去離子水的導(dǎo)電率為小于或等于1-1.5 μ S/cm。
[0017]其中,所述鈦源為鈦酸丁酯、四氯化鈦、三氯化鈦、硫酸氧鈦、鈦酸乙酯中的任意一種;所述水解抑制劑為冰酸酯、乙酰丙酮、濃鹽酸、濃硝酸中的任意一種。
[0018]其中,所述堿液為氫氧化鈉、氫氧化鈣氫氧化鉀、碳酸氫鈉、碳酸鈉、濃氨水中的任意一種,且其濃度為0.lmol/L。
[0019]為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明還提供一種基于絡(luò)合穩(wěn)定分散的光觸媒的應(yīng)用,由上述制備方法得到的基于絡(luò)合穩(wěn)定分散的光觸媒在降解氮氧化物中的應(yīng)用。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明提供的用于降解氮氧化物的基于絡(luò)合穩(wěn)定分散的光觸媒、制備方法及其應(yīng)用,具有以下有益效果:1)該光觸媒的組分中有對(duì)鈦酸沉淀進(jìn)行溶解的晶型控制劑和鈦離子絡(luò)合劑,晶型控制劑具有一定的分散作用,鈦離子絡(luò)合劑和晶型控制劑的結(jié)合,使得納米顆粒之間幾乎完全不會(huì)有團(tuán)聚,不受高低溫沖擊等因素的影響;且絡(luò)合劑的存在,使得在成膜過程中,可以明顯改善成膜的附著力以及均勻性,從而呈現(xiàn)無色透明的納米二氧化鈦薄膜,該成膜附著力好,不會(huì)出現(xiàn)粉化脫落的現(xiàn)象;
2)該制備方法得到的透明水溶液其pH值在7-8之間,呈中性體系,不會(huì)對(duì)任何基材造成損壞;且涂抹于有氮氧化物氣體的環(huán)境中,在弱光環(huán)境下即可及時(shí)快速有效的降解氮氧化物的濃度,大大降低了氮氧化物氣體對(duì)環(huán)境的污染,起到有效的凈化作用;
3)在制備過程中,僅包括攪拌、離心分離和加熱反應(yīng),因此僅僅需要簡(jiǎn)單的攪拌機(jī)、離心機(jī)及低溫水熱反應(yīng)釜就可以進(jìn)行大規(guī)模的生產(chǎn)制備,制備條件溫和、穩(wěn)定性高、施工簡(jiǎn)單及催化效率高;
4)該透明水溶膠分散效果穩(wěn)定、可長(zhǎng)期存儲(chǔ)不會(huì)產(chǎn)生沉淀,且分散液是全無機(jī)成分,無二次污染的風(fēng)險(xiǎn),在紫外光甚至室內(nèi)弱光條件下對(duì)空氣中的氮氧化物有很好的催化降解效果;且隨著透明水溶膠濃度的增大,氮氧化物的降解率就越大。
[0021]
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明的用于降解氮氧化物的基于絡(luò)合穩(wěn)定分散的光觸媒的制備方法的流程圖;
圖2為實(shí)驗(yàn)例一中二氧化氮的濃度降解曲線圖;
圖3為實(shí)驗(yàn)例一中一氧化氮的濃度降解曲線圖;
圖4為實(shí)驗(yàn)例一中氮氧化物總量的濃度降解曲線圖;
圖5為實(shí)驗(yàn)例二中二氧化氮的濃度降解曲線圖;
圖6為實(shí)驗(yàn)例二中一氧化氮的濃度降解曲線圖;
圖7為實(shí)驗(yàn)例二中氮氧化物總量的濃度降解曲線圖;
圖8為實(shí)驗(yàn)例三中二氧化氮的濃度降解曲線圖;
圖9為實(shí)驗(yàn)例三中一氧化氮的濃度降解曲線圖;
圖10為實(shí)驗(yàn)例三中氮氧化物總量的濃度降解曲線圖。
[0023]
【具體實(shí)施方式】
[0024]為了更清楚地表述本發(fā)明,下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地描述。
[0025]本發(fā)明的用于降解氮氧化物的基于絡(luò)合穩(wěn)定分散的光觸媒,包括按重量百分比計(jì)包括以下原料:鈦源0.2%-50%、水解抑制劑0.005%-1%、去離子水48%-98%、晶型控制劑0.1%_25%、鈦離子絡(luò)合劑1%-20% ;該光觸媒為納米二氧化鈦透明水溶膠,且其pH值在7-8之間,粒徑在10-30nm之間,晶型呈銳鈦礦型。
[0026]在本實(shí)施例中,光觸媒按重量百分比計(jì)包括以下原料:鈦源0.2%_20%、水解抑制劑0.005%-0.8%、去離子水50%-80%、晶型控制劑0.5%_10%、鈦離子絡(luò)合劑2%_10% ;且其最佳的百分配比為:鈦源20%、水解抑制劑0.8%、去離子水60%、晶型控制劑10%、鈦離子絡(luò)合劑
9.2%。
[0027]在本實(shí)施例中,該光觸媒的最佳重量百分比計(jì)包括以下原料:該光觸媒按重量百分比計(jì)包括以下原料:鈦源20%、水解抑制劑0.8%、去離子水55%、晶型控制劑14%、鈦離子絡(luò)合劑10.2%ο
[0028]相較于現(xiàn)有技術(shù)的情況,本發(fā)明提供的用于降解氮氧化物的基于絡(luò)合穩(wěn)定分散的光觸媒,具有以下優(yōu)勢(shì):
1)該光觸媒的組分中有對(duì)鈦酸沉淀進(jìn)行溶解的晶型控制劑和鈦離子絡(luò)合劑,晶型控制劑具有一定的分散作用,鈦離子絡(luò)合劑和晶型控制劑的結(jié)合,使得納米顆粒之間幾乎完全不會(huì)有團(tuán)聚,不受高低溫沖擊等因素的影響;且絡(luò)合劑的存在,使得在成膜過程中,可以明顯改善成膜的附著力以及均勻性,從而呈現(xiàn)無色透明的納米二氧化鈦薄膜,該成膜附著力好,不會(huì)出現(xiàn)粉化脫落的現(xiàn)象;
2)該制備方法得到的透明水溶液其pH值在7-8之間,呈中性體系,不會(huì)對(duì)任何基材造成損壞;且涂抹于有氮氧化物氣體的環(huán)境中,在弱光環(huán)境下即可及時(shí)快速有效的降解氮氧化物的濃度,大大降低了氮氧化物氣體對(duì)環(huán)境的污染,起到有效的凈化作用;
3)該透明水溶膠分散效果穩(wěn)定、可長(zhǎng)期存儲(chǔ)不會(huì)產(chǎn)生沉淀,且分散液是全無機(jī)成分,無二次污染的風(fēng)險(xiǎn),在室內(nèi)弱光條件下對(duì)空氣中的氮氧化物有很強(qiáng)的催化降解效果。
[0029]請(qǐng)參閱圖1,本發(fā)明提供的用于降解氮氧化物的基于絡(luò)合穩(wěn)定分散的光觸媒的制備方法,包括以下步驟:
步驟SI,在0.2%-50%的鈦源中添加0.005%-1%的水解抑制劑;該步驟中的鈦源為鈦酸丁酯、四氯化鈦、三氯化鈦、硫酸氧鈦、鈦酸乙酯中的任意一種,還可以是鈦酸四異丙酮等;水解抑制劑為冰酸酯、乙酰丙酮、濃鹽酸、濃硝酸中的任意一種。
[0030]步驟S2,將添加有水解抑制劑的鈦源緩慢的滴加到48%_98%的去離子水中,并得到呈酸性的溶液;去離子水的導(dǎo)電率為小于或等于1-1.5 μ S/cm。
[0031]步驟S3,在溶液中加入堿液,并調(diào)整溶液的pH值直至呈中性,且中和反應(yīng)產(chǎn)生鈦酸沉淀;堿液為氫氧化鈉、氫氧化鈣氫氧化鉀、碳酸氫鈉、碳酸鈉、濃氨水中的任意一種,且其濃度為0.lmol/L,鈦酸沉淀產(chǎn)生的化學(xué)方程式為:Ti4+0H_= Ti(OH)40
[0032]步驟S4,分離并洗滌鈦酸沉淀,使得鈦酸沉淀表面上帶入的其他雜質(zhì)離子得到有效的清洗除卻;該步驟中是采用離心機(jī)分離中和反應(yīng)產(chǎn)生的鈦酸沉淀,將鈦酸沉淀反復(fù)洗滌幾次之后,鈦酸沉淀表面上的其他雜質(zhì)離子就會(huì)與鈦酸沉淀分離。
[0033]步驟S5,在洗滌好的鈦酸沉淀中加入適量去離子水并攪拌成分散成乳液;該步驟中是采用攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌的,使得該乳液均勻分散。
[0034]步驟S6,在乳液中添加0.1%-25%的晶型控制劑及1%_20%的鈦離子絡(luò)合劑,直至乳液中的鈦酸沉淀完全溶解;晶型控制劑為硝酸鉍、硝酸鉻、稀硝酸、硝酸銨、硝酸鈉中的任意一種,鈦離子絡(luò)合劑為檸檬酸、酒石酸、ETDA乙二胺四乙酸、絡(luò)酸H2 [PtC16]、乙二胺、三乙烯四胺中的任意一種。鈦離子絡(luò)合劑和晶型控制劑的結(jié)合,使得納米顆粒之間幾乎完全不會(huì)有團(tuán)聚,不受高低溫沖擊等因素的影響;且絡(luò)合劑的存在,使得在成膜過程中,可以明顯改善成膜的附著力以及均勻性,從而呈現(xiàn)無色透明的納米二氧化鈦薄膜,該成膜附著力好,不會(huì)出現(xiàn)粉化脫落的現(xiàn)象。
[0035]步驟S7,將完全溶解的乳液進(jìn)行加熱反應(yīng),即可得到均勻透明的納米二氧化鈦透明水溶膠,且該分散液的pH值在7-8之間,粒徑在10-30nm之間,晶型呈銳鈦礦型,加熱反應(yīng)的溫度是80-150°,加熱時(shí)間是2-24小時(shí)。銳鈦礦型的納米二氧化鈦透明水溶膠具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性和較好的耐候性,無毒無味,對(duì)人體無刺激作用。
[0036]本發(fā)明提供的制備方法,具有以下優(yōu)勢(shì):
1)在制備過程中,僅包括攪拌、離心分離和加熱反應(yīng),因此僅僅需要簡(jiǎn)單的攪拌機(jī)、離心機(jī)及低溫水熱反應(yīng)釜就可以進(jìn)行大規(guī)模的生產(chǎn)制備,制備條件溫和、穩(wěn)定性高、施工簡(jiǎn)單及催化效率高;
2)該光觸媒的組分中有對(duì)鈦酸沉淀進(jìn)行溶解的晶型控制劑和鈦離子絡(luò)合劑,晶型控制劑具有一定的分散作用,鈦離子絡(luò)合劑和晶型控制劑的結(jié)合,使得納米顆粒之間幾乎完全不會(huì)有團(tuán)聚,不受高低溫沖擊等因素的影響;且絡(luò)合劑的存在,使得在成膜過程中,可以明顯改善成膜的附著力以及均勻性,從而呈現(xiàn)無色透明的納米二氧化鈦薄膜,該成膜附著力好,不會(huì)出現(xiàn)粉化脫落的現(xiàn)象;
3)該制備方法得到的透明水溶液其pH值在7-8之間,呈中性體系,不會(huì)對(duì)任何基材造成損壞;且涂抹于有氮氧化物氣體的環(huán)境中,在弱光環(huán)境下即可及時(shí)快速有效的降解氮氧化物的濃度,大大降低了氮氧化物氣體對(duì)環(huán)境的污染,起到有效的凈化作用;
4)該透明水溶膠分散效果穩(wěn)定、可長(zhǎng)期存儲(chǔ)不會(huì)產(chǎn)生沉淀,且分散液是全無機(jī)成分,無二次污染的風(fēng)險(xiǎn),在紫外光甚至室內(nèi)弱光條件下對(duì)空氣中的氮氧化物有很好的催化降解效果O
[0037]本發(fā)明還提供一種基于絡(luò)合穩(wěn)定分散的光觸媒的應(yīng)用,由上述制備方法得到的基于絡(luò)合穩(wěn)定分散的光觸媒在降解氮氧化物中的應(yīng)用,其應(yīng)用效果明顯,可通過以下三個(gè)具體實(shí)驗(yàn)例,說明該光觸媒在降解氮氧化物的應(yīng)用:
實(shí)驗(yàn)例一一,實(shí)驗(yàn)方法:
1、將一定量濃度為0.5%納米二氧化鈦透明水溶膠樣品噴涂在I平方米的玻璃板上,置放于1.5立方米的玻璃實(shí)驗(yàn)倉(cāng)內(nèi),暗室條件下充入一定量的標(biāo)準(zhǔn)濃度的氮氧化物氣體,并啟動(dòng)倉(cāng)內(nèi)空氣循環(huán)泵,當(dāng)倉(cāng)內(nèi)氮氧化物濃度穩(wěn)定在I60ppb時(shí)停止充入氮氧化物標(biāo)準(zhǔn)氣體。待暗吸附平衡后(過程時(shí)間一般為0.5-lh,倉(cāng)內(nèi)氣體濃度變化小于4ppb/h時(shí)視為暗吸附平衡),在之后1.5h時(shí)間內(nèi)分三次測(cè)試內(nèi)NO和NO2濃度,并記錄。測(cè)試完后,開啟倉(cāng)內(nèi)日光燈(波長(zhǎng)范圍400-800nm)照射,光強(qiáng)500_600uw/cm2。每隔半個(gè)小時(shí)記錄一次箱內(nèi)NO和NO2濃度。
[0038]2、實(shí)驗(yàn)環(huán)境:溫度20°C、濕度60RH%。
[0039]二,記錄并繪制曲線原始數(shù)據(jù)如下表___
測(cè)試時(shí)間 NO2 (ppb)NO (ppb)N02+N0 (ppb)
8:30— 147.516.8164.3
9:00— 146.116.5162.6
9:30— 144.716.4161.1
10:00— 144.516.0160.5
10:30— 125.519.5145
11:00—108.522.1130.6
11:30—90.324.5114.8
12:00 丨74.5\26.2|lQQ.7
12:30|65.3|27.9|93.2
13:00—56.529.185.6
13:30—51.530.181.6
14:00—47.530.477.9
14:30—43.530.273.7
15:00—40.329.Q69.3
15:30—38.227.265.4
16:00—36.124.260.3
16:30—35.520.155.6
17:00—34.715.450.1
17:30—34.212.246.4
18:00|33.4|lQ.4丨43.8
3、降解公式C麵xlOO%
4、圖2-4為上述兩種氮氧化物及氮氧化物總量的濃度降解曲線
實(shí)驗(yàn)例二
一,實(shí)驗(yàn)方法:
1、將一定量濃度為0.2%納米二氧化鈦透明水溶膠樣品噴涂在I平方米的玻璃板上,置放于1.5立方米的玻璃實(shí)驗(yàn)倉(cāng)內(nèi),暗室條件下充入一定量的標(biāo)準(zhǔn)濃度的氮氧化物氣體,并啟動(dòng)倉(cāng)內(nèi)空氣循環(huán)泵,當(dāng)倉(cāng)內(nèi)氮氧化物濃度穩(wěn)定在I60ppb時(shí)停止充入氮氧化物標(biāo)準(zhǔn)氣體。待暗吸附平衡后(過程時(shí)間一般為0.5-lh,倉(cāng)內(nèi)氣體濃度變化小于4ppb/h時(shí)視為暗吸附平衡),在之后1.5h時(shí)間內(nèi)分三次測(cè)試內(nèi)NO和NO2濃度,并記錄。測(cè)試完后,開啟倉(cāng)內(nèi)日光燈(波長(zhǎng)范圍400-800nm)照射,光強(qiáng)500_600uw/cm2。每隔半個(gè)小時(shí)記錄一次箱內(nèi)NO和NO2濃度。
[0040]2、實(shí)驗(yàn)環(huán)境:溫度20°C、濕度60RH%。
[0041]二,記錄并繪制曲線原始數(shù)據(jù)如下表___
測(cè)試時(shí)間 NO2 (ppb) NO (ppb) N02+N0 (ppb)
8:30— 147.216.7163.9
9:00— 146.516.6163.1
9:30— 144.416.2160.6
10:00 — 144.516.1160.6
10:30 — 129.118.9148
11:00 —118.522.1140.6
11:30 —110.323.4133.7
12:00 —99.525.6125.1
12:30 —92.326.7119
13:00 —86.227.3113.5
13:30 —80.528108.5
14:00 —78.127.7105.8
14:30 —73.527.4100.9
15:00 —70.326.797
15:30 —65.22691.2
16:00 —60.324.284.5
16:30—58.222.580.7
17:00—56.320.176.4
17:30 |δ5.2|l8.2[73.4
18:00 |54.2|16.5|7Q.7
3、降解公式冢觀_?上!,—£_■■■X100%
G?!賄
4、圖5-7為上述兩種氮氧化物及氮氧化物總量的濃度降解曲線
實(shí)驗(yàn)例三
一,實(shí)驗(yàn)方法:
1、將一定量濃度為0.1%納米二氧化鈦透明水溶膠樣品噴涂在I平方米的玻璃板上,置放于1.5立方米的玻璃實(shí)驗(yàn)倉(cāng)內(nèi),暗室條件下充入一定量的標(biāo)準(zhǔn)濃度的氮氧化物氣體,并啟動(dòng)倉(cāng)內(nèi)空氣循環(huán)泵,當(dāng)倉(cāng)內(nèi)氮氧化物濃度穩(wěn)定在I60ppb時(shí)停止充入氮氧化物標(biāo)準(zhǔn)氣體。待暗吸附平衡后(過程時(shí)間一般為0.5-lh,倉(cāng)內(nèi)氣體濃度變化小于4ppb/h時(shí)視為暗吸附平衡),在之后1.5h時(shí)間內(nèi)分三次測(cè)試內(nèi)NO和NO2濃度,并記錄。測(cè)試完后,開啟倉(cāng)內(nèi)日光燈(波長(zhǎng)范圍400-800nm)照射,光強(qiáng)500_600uw/cm2。每隔半個(gè)小時(shí)記錄一次箱內(nèi)NO和NO2濃度。
[0042]2、實(shí)驗(yàn)環(huán)境:溫度20°C、濕度60RH%。
[0043]二,記錄并繪制曲線___
測(cè)試時(shí)間 NO2 (ppb) NO (ppb) N02+N0 (ppb)
8:30 — 147.516.4163.9
9:00 — 146.716.2162.9
9:30 — 144.915.9160.8
10:00 — 144.515.8160.3
10:30 — 133.217.8151
11:00 —123.518.9142.4
11:30 —114.719.9134.6
12:00 —108.321.3129.6
12:30 —102.522124.5
13:00 —94.823.3118.1
13:30 —87.925112.9
14:00 —82.024.6106.6
14:30 —77.324.1101.4
15:00 —74.222.997.1
15:30 —73.122.195.2
16:00 —72.521.894.3
16:30 —71.72192.7
17:00 —70.520.991.4
17:30 —70.220.590.7
18:00 |θ9.8丨20.3\90.1
_ ATt..^&濃度 G末濃度▽ I f\f\o/
3 J牛解公式沙— —XlOO/^
始濃度
4、圖8-10為上述兩種氮氧化物及氮氧化物總量的濃度降解曲線
通過上述的三個(gè)實(shí)驗(yàn),得到的結(jié)論是:1)隨著納米二氧化鈦透明水溶膠用量的增多,其氮氧化物的濃度降解率就越高;2)氮氧化物的濃度降解率呈小-大-小的趨勢(shì)變化;3)部分NO2在紫外光作用下持續(xù)的降解,直接轉(zhuǎn)化為NO3-,同時(shí)從NO濃度先升后降的變化規(guī)律看,原因是部分的NO2在紫外線作用下直接發(fā)生了光氧化反應(yīng)生成NO和O2 (N02+02——N0+02),使得其中的NO的濃度迅速上升,隨后又在光觸媒及O2的共同作用下降解成NO3-,氮氧化物總量(no2+no)的變化曲線也說明了這一結(jié)論中的濃度是先變大后變小的。
[0044]以上公開的僅為本發(fā)明的幾個(gè)具體實(shí)施例,但是本發(fā)明并非局限于此,任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化都應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于降解氮氧化物的基于絡(luò)合穩(wěn)定分散的光觸媒,其特征在于,按重量百分比計(jì)包括以下原料:鈦源0.2%-50%、水解抑制劑0.005%-1%、去離子水48%-98%、晶型控制劑0.1%_25%、鈦離子絡(luò)合劑1%-20% ;該光觸媒為納米二氧化鈦透明水溶膠,且其pH值在7-8之間,粒徑在10-30nm之間,晶型呈銳鈦礦型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于降解氮氧化物的基于絡(luò)合穩(wěn)定分散的光觸媒,其特征在于,按重量百分比計(jì)包括以下原料:鈦源0.2%-20%、水解抑制劑0.005%-0.8%、去離子水50%-80%、晶型控制劑0.5%-10%、鈦離子絡(luò)合劑2%-10%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于降解氮氧化物的基于絡(luò)合穩(wěn)定分散的光觸媒,其特征在于,該光觸媒按重量百分比計(jì)包括以下原料:鈦源20%、水解抑制劑0.8%、去離子水60%、晶型控制劑10%、鈦離子絡(luò)合劑9.2%。
4.一種用于降解氮氧化物的基于絡(luò)合穩(wěn)定分散的光觸媒的制備方法,其特征在于,包括以下步驟: 步驟1,在0.2%-50%的鈦源中添加0.005%-1%的水解抑制劑; 步驟2,將添加有水解抑制劑的鈦源緩慢的滴加到48%-98%的去離子水中,并得到呈酸性的溶液; 步驟3,在溶液中加入堿液,并調(diào)整溶液的pH值直至呈中性,且中和反應(yīng)產(chǎn)生鈦酸沉淀; 步驟4,分離并洗滌鈦酸沉淀,使得鈦酸沉淀表面上帶入的其他雜質(zhì)離子得到有效的清洗除卻; 步驟5,在洗滌好的鈦酸沉淀中加入適量去離子水并攪拌成分散成乳液; 步驟6,在乳液中添加0.1%-25%的晶型控制劑及1%_20%的鈦離子絡(luò)合劑,直至乳液中的鈦酸沉淀完全溶解; 步驟7,將完全溶解的乳液進(jìn)行加熱反應(yīng),即可得到均勻透明的納米二氧化鈦透明水溶膠,且該分散液的pH值在7-8之間,粒徑在10-30nm之間,晶型呈銳鈦礦型。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于降解氮氧化物的基于絡(luò)合穩(wěn)定分散的光觸媒的制備方法,其特征在于,所述晶型控制劑為硝酸鉍、硝酸鉻、稀硝酸、硝酸銨、硝酸鈉中的任意一種;所述鈦離子絡(luò)合劑為檸檬酸、酒石酸、ETDA、絡(luò)酸H2[PtC16]、乙二胺、三乙烯四胺中的任意一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于降解氮氧化物的基于絡(luò)合穩(wěn)定分散的光觸媒的制備方法,其特征在于,所述步驟7中加熱反應(yīng)的溫度是80-150°,加熱時(shí)間是2-24小時(shí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于降解氮氧化物的基于絡(luò)合穩(wěn)定分散的光觸媒的制備方法,其特征在于,所述去離子水的導(dǎo)電率為小于或等于1-1.5 μ S/cm。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于降解氮氧化物的基于絡(luò)合穩(wěn)定分散的光觸媒的制備方法,其特征在于,所述鈦源為鈦酸丁酯、四氯化鈦、三氯化鈦、硫酸氧鈦、鈦酸乙酯中的任意一種;所述水解抑制劑為冰酸酯、乙酰丙酮、濃鹽酸、濃硝酸中的任意一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于降解氮氧化物的基于絡(luò)合穩(wěn)定分散的光觸媒的制備方法,其特征在于,所述堿液為氫氧化鈉、氫氧化鈣氫氧化鉀、碳酸氫鈉、碳酸鈉、濃氨水中的任意一種,且其濃度為0.lmol/L。
10.一種權(quán)利要求4-9任一項(xiàng)所述的制備方法得到的基于絡(luò)合穩(wěn)定分散的光觸媒,所述基于絡(luò)合穩(wěn)定分散的光觸媒在降解氮氧化物中的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】B01D53/86GK104209109SQ201410252390
【公開日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年6月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月9日
【發(fā)明者】不公告發(fā)明人 申請(qǐng)人:深圳市天得一環(huán)境科技有限公司