用于降解氮氧化物的納米球狀多孔弱光光觸媒、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納米球狀多孔弱光光觸媒、制備方法及其應(yīng)用，該光觸媒按重量百分比計包括以下原料：鈦源0.2%-35%、醇類溶劑64%-99%、水解抑制劑0.005%-0.01%、含金屬離子的去離子水0.005%-0.01%、含羥基中強酸5%-50%、含無機分散劑的去離子水1%-5%，該含羥基中強酸內(nèi)含有Si02晶種；該光觸媒為納米顆粒透明溶膠液，且其粒徑分布在10-30mn之間，表面為球狀多孔狀分布，比表面積大且平均達300m2/g以上。本發(fā)明該光觸媒生產(chǎn)制備條件溫和、生產(chǎn)安全風(fēng)險小、易實現(xiàn)量產(chǎn)、弱光催化凈化、穩(wěn)定性高，重點針對目前成熟光觸媒產(chǎn)品制備條件苛刻、太陽光利用率低、空氣凈化降解效率低、基材表觀影響大、施工不便等問題加以解決。
【專利說明】用于降解氮氧化物的納米球狀多孔弱光光觸媒、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納米球狀多孔弱光光觸媒、制備方法及其應(yīng)用。
[0003]

【背景技術(shù)】
[0004]當(dāng)前環(huán)境污染問題凸顯，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，環(huán)境空氣治理刻不容緩。光觸媒作為一種適合空氣凈化的新興環(huán)保材料，得到越來越廣泛的研究。但現(xiàn)有技術(shù)多為實驗室研發(fā)產(chǎn)品，且以紫外光或可見光為能量激發(fā)源，應(yīng)用方面以水體污染物治理為主，實際用于氣體污染物降解的產(chǎn)品幾乎空白，尤其是空氣中含有大量的氮氧化物，是形成霧霾的一類小分子氣體。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(N2O3)、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，會較易受二氧化氮影響，對兒童來說，氮氧化物可能會造成肺部發(fā)育受損。研究指出長期吸入氮氧化物可能會導(dǎo)致肺部構(gòu)造改變，會對人體造成嚴(yán)重的危害；因此，環(huán)境中氮氧化物的治理刻不容緩。此外，現(xiàn)有的光觸媒產(chǎn)品大都為粉體和不透明或半透明的懸浮液，不僅影響到基材表觀，而且目前成熟光觸媒產(chǎn)品存在制備條件苛刻、太陽光利用率低、空氣凈化降解效率低、不利于制造、存儲和施工等問題加以解決。
[0005]專利CN101486867A采用納米二氧化鈦、納米磷酸鈦、納米二氧化硅、納米負(fù)離子粉配合其他建筑涂料用乳液、消泡劑、偶聯(lián)劑、分散劑及增稠劑、水等組成建筑涂料，用于消除室內(nèi)甲醛、TV0C、苯、氨等空氣污染氣體。該法復(fù)配使用的增稠劑、消泡劑及偶聯(lián)劑等材料均含有一定量的有機成分，對環(huán)境是否造成二次污染值得商榷，也不適合在一些透明度要求高的場合使用。
[0006]專利CN102029168A公開了一種納米焦磷酸氧鈦光觸媒的制備方法。該專利產(chǎn)品呈白色粉狀固體，主要針對有機污染物廢水凈化領(lǐng)域的應(yīng)用，運用于空氣領(lǐng)域的凈化尚需解決負(fù)載、成I吳等關(guān)鍵問題。
[0007]日本特開平2004-180195A以四氯化鈦為鈦源，制備了具有一維結(jié)構(gòu)的非晶態(tài)磷酸鈦光觸媒，無色透明，用于空氣中硫化物、氮氧化物及VOC等污染物的降解凈化，也可作為抗菌、抑菌材料使用。該產(chǎn)品對實際使用的噴灑工藝要求高，噴涂一旦出現(xiàn)流掛，成膜后極易形成白色濁斑并粉化脫落，極大的影響基材表觀。
[0008]因此現(xiàn)有的成熟光觸媒產(chǎn)品存在以下缺陷:
現(xiàn)有的納米二氧化鈦分散液缺點:
1)催化降解目標(biāo)多數(shù)瞄準(zhǔn)水體污染物，而非空氣中的污染源；
2)采取“被動接觸降解”模式，光強依賴性大，“有光工作，無光停工”，弱光條件幾乎沒有降解效果，整體凈化效果低；
3)生產(chǎn)設(shè)備及條件要求苛刻，成本高，效率低，產(chǎn)業(yè)化困難； 4)多數(shù)經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)工藝，粉末化產(chǎn)品形態(tài)極大地限制其應(yīng)用領(lǐng)域和范圍；
5)負(fù)載成型工藝復(fù)雜，成膜附著力不高，易粉化脫落，無法達到基材表觀要求，成分中不免存在有機物質(zhì)，存在二次污染風(fēng)險。
[0009]


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]針對上述技術(shù)中存在的不足之處，本發(fā)明提供一種常溫制備、弱光催化凈化、穩(wěn)定性高及施工簡單的用于降解氮氧化物的納米球狀多孔弱光光觸媒、制備方法及其應(yīng)用。
[0011]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種用于降解氮氧化物的納米球狀多孔弱光光觸媒，按重量百分比計包括以下原料:鈦源0.2%-35%、醇類溶劑64%-99%、水解抑制劑
0.005%-0.01%、含金屬離子的去離子水0.005%-0.01%、含羥基中強酸5%_50%、含無機分散劑的去離子水1%_5%，該含羥基中強酸內(nèi)含有S12晶種；該光觸媒為納米顆粒透明溶膠液，且其粒徑分布在10-30nm之間，表面為球狀多孔狀分布，比表面積大且平均達300m2/g以上。
[0012]其中，該光觸媒按重量百分比計包括以下原料:鈦源0.2%_10%、醇類溶劑64%-80%、水解抑制劑0.005%-0.007%、含金屬離子的去離子水0.005%-0.001%、含羥基中強酸5%-20%、含無機分散劑的去離子水1%-2%。
[0013]其中，該光觸媒按重量百分比計包括以下原料:鈦源10%、醇類溶劑70%、水解抑制劑0.005%、含金屬離子的去離子水0.005%、含羥基中強酸18%、含無機分散劑的去離子水
1.99%ο
[0014]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種用于降解氮氧化物的納米球狀多孔弱光光觸媒的制備方法，包括以下步驟:
步驟1，將0.2%-35%的鈦源與64%-99%的醇類溶劑混合，形成混合液；
步驟2，將0.005%-0.01%的水解抑制劑加入混合液中，進行劇烈的攪拌并同步緩慢的滴入0.005%-0.01%的含金屬離子的去離子水后形成溶膠；
步驟3，停止攪拌該溶膠并陳化形成透明淡藍(lán)色凝膠；
步驟4，在常溫條件下將含有S12晶種的5%-50%的含羥基中強酸緩慢的加入凝膠中，并進行解膠和反應(yīng)后，得透明溶液；
步驟5，將透明溶液加入到含有1%-5%的含無機分散劑去離子水中，并攪拌均勻后得到濃縮液；
步驟6，在濃縮液中加入堿液進行pH調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍在2-9之間，且稀釋后得到納米顆粒透明溶膠液，其粒徑分布在10-30nm之間，表面為球狀多孔狀分布，比表面積大且平均達300m2/g 以上。
[0015]其中，所述鈦源為鈦酸正丁酯、四氯化鈦、三氯化鈦、硫酸氧鈦或鈦酸乙酯中的任意一種；醇類溶劑中含碳數(shù)量1-4個，且為無水乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、仲丁醇或異丁醇中的任意一種。
[0016]其中，所述含金屬離子的去離子水中的金屬離子為鉍離子、鉻離子、鈣離子、鈉離子、鉀離子中的任意一種。
[0017]其中，所述含羥基中強酸為草酸、硼酸、稀硝酸、磷酸、甲酸中的任意一種。
[0018]其中，所述無機分散劑為六偏磷酸鈉、聚羥基鈉、鈣碳酸鹽、鎂鈣碳酸鹽中的任意一種；所述水解抑制劑為冰酸酯、乙酰丙酮、濃鹽酸中的任意一種。
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。
[0019]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種納米球狀多孔弱光光觸媒的應(yīng)用，由上述制備方法得到的納米球狀多孔弱光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納米球狀多孔弱光光觸媒、制備方法及其應(yīng)用，本發(fā)明具有以下有益效果:
1)本發(fā)明的光觸媒為納米顆粒透明溶膠液，可長期儲存不產(chǎn)生沉淀，施工便利，且成膜附著力好，成膜硬度高，不會粉化脫落，無色透明，能保持基材表觀本色，適合在各類基材表面施工作業(yè)，使用范圍擴大；
2)該光觸媒的表面為球狀多孔狀分布，比表面積大且平均達300m2/g以上，使得該光觸媒具有大平均比表面積，由于強烈的吸附效果，造成污染物局部濃度梯度的形成，加速光觸媒與污染物的接觸頻率，實現(xiàn)材料的主動凈化；且極大的比表面積，改變傳統(tǒng)光觸媒的“被動接觸降解”模式，采用“主動+被動”兩種模式相結(jié)合的工作方式，實現(xiàn)全天候凈化降解，提升效率；
3)該組分中全是無機納米組分，環(huán)境友好，無二次污染，可及時對空氣中的氮氧化物進行降解，且降解率隨著該光觸媒濃度的增大而變大；
4)以溶膠、凝膠并以含羥基中強酸進行解膠、稀釋工藝為合成要點，實現(xiàn)產(chǎn)品的常溫生產(chǎn)和直接應(yīng)用；
5)在制作工藝中采用含金屬離子的去離子水，實現(xiàn)了金屬離子的參雜，自然可見光利用率提升，弱光條件下降解效果明顯；
6)在制備方法中可根據(jù)場合的需要選擇濃度和PH值，實現(xiàn)了酸堿度及pH值可調(diào)，可擺脫使用場合的限制；
7)該光觸媒生產(chǎn)制備條件溫和、生產(chǎn)安全風(fēng)險小、易實現(xiàn)量產(chǎn)、弱光催化凈化、穩(wěn)定性高，重點針對目前成熟光觸媒產(chǎn)品制備條件苛刻、太陽光利用率低、空氣凈化降解效率低、基材表觀影響大、施工不便等問題加以解決。
[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納米球狀多孔弱光光觸媒的制備方法的流程圖；
圖2為實驗例一中二氧化氮的濃度降解曲線圖；
圖3為實驗例一中一氧化氮的濃度降解曲線圖；
圖4為實驗例一中氮氧化物總量的濃度降解曲線圖；
圖5為實驗例二中二氧化氮的濃度降解曲線圖；
圖6為實驗例二中一氧化氮的濃度降解曲線圖；
圖7為實驗例二中氮氧化物總量的濃度降解曲線圖；
圖8為實驗例三中二氧化氮的濃度降解曲線圖；
圖9為實驗例三中一氧化氮的濃度降解曲線圖；
圖10為實驗例三中氮氧化物總量的濃度降解曲線圖。
[0023]

【具體實施方式】
[0024]為了更清楚地表述本發(fā)明，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步地描述。
[0025]本發(fā)明的用于降解氮氧化物的納米球狀多孔弱光光觸媒，按重量百分比計包括以下原料:鈦源0.2%-35%、醇類溶劑64%-99%、水解抑制劑0.005%-0.01%、含金屬離子的去離子水0.005%-0.01%、含羥基中強酸5%-50%、含無機分散劑的去離子水1%_5%，該含羥基中強酸內(nèi)含有S12晶種；該光觸媒為納米顆粒透明溶膠液，且其粒徑分布在10-30nm之間，表面為球狀多孔狀分布，比表面積大且平均達300m2/g以上。
[0026]在本實施例中，該光觸媒按重量百分比計包括以下原料:鈦源0.2%_10%、醇類溶劑64%-80%、水解抑制劑0.005%-0.007%、含金屬離子的去離子水0.005%-0.001%、含羥基中強酸5%-20%、含無機分散劑的去離子水1%-2%。該光觸媒最佳的重量百分比計為:鈦源10%、醇類溶劑70%、水解抑制劑0.005%、含金屬離子的去離子水0.005%、含羥基中強酸18%、含無機分散劑的去尚子水1.99%ο
[0027]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納米球狀多孔弱光光觸媒，具有以下優(yōu)勢:
1)本發(fā)明的光觸媒為納米顆粒透明溶膠液，可長期儲存不產(chǎn)生沉淀，施工便利，且成膜附著力好，成膜硬度高，不會粉化脫落，無色透明，能保持基材表觀本色，適合在各類基材表面施工作業(yè)，使用范圍擴大；
2)該光觸媒的表面為球狀多孔狀分布，比表面積大且平均達300m2/g以上，使得該光觸媒具有大平均比表面積，由于強烈的吸附效果，造成污染物局部濃度梯度的形成，加速光觸媒與污染物的接觸頻率，實現(xiàn)材料的主動凈化；且極大的比表面積，改變傳統(tǒng)光觸媒的“被動接觸降解”模式，采用“主動+被動”兩種模式相結(jié)合的工作方式，實現(xiàn)全天候凈化降解，提升效率；
3)該組分中全是無機納米組分，環(huán)境友好，無二次污染，可及時對空氣中的氮氧化物進行降解，且降解率隨著該光觸媒濃度的增大而變大。
[0028]請參閱圖1，本發(fā)明提供的用于降解氮氧化物的納米球狀多孔弱光光觸媒的制備方法，包括以下步驟:
步驟SI，將0.2%-35%的鈦源與64%-99%的醇類溶劑混合，形成混合液；該步驟中鈦源為鈦酸正丁酯、四氯化鈦、三氯化鈦、硫酸氧鈦或鈦酸乙酯中的任意一種，醇類溶劑中含碳數(shù)量1-4個，且為無水乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、仲丁醇或異丁醇中的任意一種。
[0029]步驟S2，將0.005%-0.01%的水解抑制劑加入混合液中，進行劇烈的攪拌并同步緩慢的滴入0.005%-0.01%的含金屬離子的去離子水后形成溶膠；該步驟中水解抑制劑為冰酸酯、乙酰丙酮、濃鹽酸中的任意一種，含金屬離子的去離子水中金屬離子為鉍離子、鉻離子、鈣離子、鈉離子、鉀離子中的任意一種，當(dāng)然金屬離子還可以是鐵離子等其他離子。
[0030]步驟S3，停止攪拌該溶膠并陳化形成透明淡藍(lán)色凝膠；以備下一步驟的使用。
[0031]步驟S4，在常溫條件下將含有S12晶種的5%_50%的含羥基中強酸緩慢的加入凝膠中，并進行解膠和反應(yīng)后，得透明溶液；含羥基中強酸為草酸、硼酸、稀硝酸、磷酸、甲酸中的任意一種，當(dāng)然，還可以是其他類型的中強酸，該透明溶液不存在負(fù)載問題，且成膜附著力強。
[0032]步驟S5，將透明溶液加入到含有1%_5%的含無機分散劑去離子水中，并攪拌均勻后得到濃縮液；無機分散劑為焦磷酸鈉、六偏磷酸鈉、聚羥基鈉、鈣碳酸鹽、鎂鈣碳酸鹽中的任意一種。
[0033]步驟S6，在濃縮液中加入堿液進行pH調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍在2-9之間，且稀釋后得到納米顆粒透明溶膠液，其粒徑分布在10-30nm之間，表面為球狀多孔狀分布，比表面積大且平均達300m2/g以上。堿液為氫氧化鈉、氫氧化鈣、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉、濃氨水中的任意一種，可根據(jù)場合的需要對濃縮液進行PH值調(diào)整，擴大了使用范圍。
[0034]本發(fā)明提供的制備方法，具有以下優(yōu)勢:
1)本方法制備得到的光觸媒為納米顆粒透明溶膠液，可長期儲存不產(chǎn)生沉淀，施工便利，且成膜附著力好，成膜硬度高，不會粉化脫落，無色透明，能保持基材表觀本色，適合在各類基材表面施工作業(yè)，使用范圍擴大；
2)該光觸媒的表面為球狀多孔狀分布，比表面積大且平均達300m2/g以上，使得該光觸媒具有大平均比表面積，由于強烈的吸附效果，造成污染物局部濃度梯度的形成，加速光觸媒與污染物的接觸頻率，實現(xiàn)材料的主動凈化；且極大的比表面積,改變傳統(tǒng)光觸媒的“被動接觸降解”模式，采用“主動+被動”兩種模式相結(jié)合的工作方式，實現(xiàn)全天候凈化降解，提升效率；
3)該組分中全是無機納米組分，環(huán)境友好，無二次污染，可及時對空氣中的氮氧化物進行降解，且降解率隨著該光觸媒濃度的增大而變大；
4)以溶膠、凝膠并以含羥基中強酸進行解膠、稀釋工藝為合成要點，實現(xiàn)產(chǎn)品的常溫生產(chǎn)和直接應(yīng)用；
5)在制作工藝中采用含金屬離子的去離子水，實現(xiàn)了金屬離子的參雜，自然可見光利用率提升，弱光條件下降解效果明顯；
6)在制備方法中可根據(jù)場合的需要選擇濃度和PH值，實現(xiàn)了酸堿度及pH值可調(diào)，可擺脫使用場合的限制；
7)該光觸媒生產(chǎn)制備條件溫和、生產(chǎn)安全風(fēng)險小、易實現(xiàn)量產(chǎn)、弱光催化凈化、穩(wěn)定性高，重點針對目前成熟光觸媒產(chǎn)品制備條件苛刻、太陽光利用率低、空氣凈化降解效率低、基材表觀影響大、施工不便等問題加以解決。
[0035]本發(fā)明還提供一種納米球狀多孔弱光光觸媒的應(yīng)用，由上述制備方法得到的納米球狀多孔弱光光觸媒在降解氮氧化物中的應(yīng)用，其應(yīng)用效果明顯，可通過以下三個具體實驗例，說明該光觸媒在降解氮氧化物的應(yīng)用:
實驗例一一，實驗方法:
1、將一定量濃度為0.5%納米顆粒透明溶膠液噴涂在I平方米的玻璃板上，置放于1.5立方米的玻璃實驗倉內(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，并啟動倉內(nèi)空氣循環(huán)泵，當(dāng)倉內(nèi)氮氧化物濃度穩(wěn)定在I60ppb時停止充入氮氧化物標(biāo)準(zhǔn)氣體。待暗吸附平衡后(過程時間一般為0.5-lh，倉內(nèi)氣體濃度變化小于4ppb/h時視為暗吸附平衡)，在之后的1.5h時間內(nèi)分三次測試內(nèi)NO和NO2濃度，并記錄。測試完后，開啟倉內(nèi)日光燈(波長范圍400-800nm)照射。每隔半個小時記錄一次箱內(nèi)NO和NO2濃度。
[0036]2、實驗環(huán)境:溫度20°C、濕度60RH%。
[0037]二，記錄并繪制曲線
原始數(shù)據(jù)如下表
[_試酬丨舊3 (ppb)—|丨 NO (ppb) [I NO2+HO (ppb)
[ 8: 30I [145.B^11 17.2I 丨 163|
[ 9:00 3~H 16.8丨丨 161.1丨
[9:30|^43.4—H Ιβ.5丨丨 159J
10:00_[I 142.9_[I 16.2_[[ 159.1_
10:30Il 128:3(I 14.1|| 142.4|
[11:00丨[Τ?4.2~I 丨 122丨丨 126.4
11:30(I 1L 5Il 11:0(I 112.5|
[1100IfsO^[I 9:5[I 97.8丨
I 12:30[I 79.5I 8.6|| 88.1~|
[13:00丨~H 7.5[I 79.8
[13:30^11 β.5[I73:7丨
[14:00\[6?Ζ^[I 5.6[I 6S.4|
[14::30\\1?4^[I 4 P[I 63 3
I 15:00\[54A[I 4.2\\lk.6|
「I 5:3 0丨^I 丨 3 JI「54:4|
[16:00丨[47~4^I 丨 3:2丨 | 50:6
[1β:30丨[7^~5~[I 3:0[I_47.5
[17:00|^13—[I 29Il 45.2|
I 17:30\[4~1.2[I 2.9[^44.1
I 18:00][~40.9[[ 2:8\\~43?]
3降解公式FF—三鹽奪__C...整璧......X100%
^、P牛胖A式沙濃度降解率-cmmF
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
實驗例二
一，實驗方法:
1、將一定量濃度為0.2%納米顆粒透明溶膠液噴涂在I平方米的玻璃板上，置放于1.5立方米的玻璃實驗倉內(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，并啟動倉內(nèi)空氣循環(huán)泵，當(dāng)倉內(nèi)氮氧化物濃度穩(wěn)定在I60ppb時停止充入氮氧化物標(biāo)準(zhǔn)氣體。待暗吸附平衡后(過程時間一般為0.5-lh，倉內(nèi)氣體濃度變化小于4ppb/h時視為暗吸附平衡)，在之后的1.5h時間內(nèi)分三次測試內(nèi)NO和NO2濃度，并記錄。測試完后，開啟倉內(nèi)日光燈(波長范圍400-800nm)照射。每隔半個小時記錄一次箱內(nèi)NO和NO2濃度。
[0038]2、實驗環(huán)境:溫度2(TC、濕度60RH%。
[0039]二，記錄并繪制曲線原始數(shù)據(jù)如下表___

測試時間 NO2 (ppb) NO (ppb) N02+N0 (ppb)
8:30— 144.917.5162.4
9:00— 145.316.9162.2
9:30— 143.716.4160.1
10:00— 142.516158.5
10:30—131.314.7146
11:00—118.512.9131.4
11:30—110.311.5121.8
12:00—94.510.9105.4
12:30—82.39.591.8
13:00—77.58.786.2
13:30—69.5877.5
14:00—65.97.273.1
14:30—61.26.567.7
15:00—59.35.965.2
15:30—57.55.362.8
16:00—55.44.960.3
16:30—53.24.858
17:00—52.64.657.2
17:30—524.556.5
18:00 丨51.5|4.5丨56
3、降解公式^降解率

I始濃度
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
實驗例三
一，實驗方法:
1、將一定量濃度為0.1%納米顆粒透明溶膠液噴涂在I平方米的玻璃板上，置放于1.5立方米的玻璃實驗倉內(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，并啟動倉內(nèi)空氣循環(huán)泵，當(dāng)倉內(nèi)氮氧化物濃度穩(wěn)定在I60ppb時停止充入氮氧化物標(biāo)準(zhǔn)氣體。待暗吸附平衡后(過程時間一般為0.5-lh，倉內(nèi)氣體濃度變化小于4ppb/h時視為暗吸附平衡)，在之后的1.5h時間內(nèi)分三次測試內(nèi)NO和NO2濃度，并記錄。測試完后，開啟倉內(nèi)日光燈(波長范圍400-800nm)照射。每隔半個小時記錄一次箱內(nèi)NO和NO2濃度。
[0040]2、實驗環(huán)境:溫度20°C、濕度60RH%。
[0041]二，記錄并繪制曲線___

測試時間 NO2 (ppb) NO (ppb) N02+N0 (ppb)
8:30 — 144.717.4162.1
9:00 — 14517.2162.2

9:30 — 144.216.9161.1
10:00 — 14316.2159.2

10:30 — 132.115.3147.4
11:00 —120.513.4133.9
11:30 —113.912.6126.5
12:00 —99.811.9111.7
12:30 —89.210.8100
13:00 —86.29.996.1
13:30 |δ3.2\9.1\92.3
14:00 |72.5|8.8|81.3
14:30 —68.78.477.1
15:00 —65.37.973.2
15:30 —63.87.471.2
16:00 —61.2768.2
16:30 —60.86.567.3
17:00 —60.56.266.7
17:30 —60.2666.2
18:00 丨60|δ.9|θ5.9
3、降解公式.................X100%
一^"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
通過上述的三個實驗，得到的結(jié)論是:1)隨著納米顆粒透明溶膠液濃度的增大，其氮氧化物的濃度降解率就越高；2)與普通的晶體結(jié)構(gòu)光觸媒不同的是該光觸媒材料本身具有多孔性特質(zhì)，對由于部分NO2在紫外線作用下光氧化反應(yīng)生成的NO起到很好的吸附和抑制作用，使得NO的濃度并未出現(xiàn)先升后降的變化現(xiàn)象，同時氮氧化物(Ν02+Ν0)總濃度呈持續(xù)下降的規(guī)律。
[0042]以上公開的僅為本發(fā)明的幾個具體實施例，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)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于降解氮氧化物的納米球狀多孔弱光光觸媒，其特征在于，按重量百分比計包括以下原料:鈦源0.2%-35%、醇類溶劑64%-99%、水解抑制劑0.005%-0.01%、含金屬離子的去離子水0.005%-0.01%、含羥基中強酸5%-50%、含無機分散劑的去離子水1%_5%，該含羥基中強酸內(nèi)含有S12晶種；該光觸媒為納米顆粒透明溶膠液，且其粒徑分布在10-30nm之間，表面為球狀多孔狀分布，比表面積大且平均達300m2/g以上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于降解氮氧化物的納米球狀多孔弱光光觸媒，其特征在于，該光觸媒按重量百分比計包括以下原料:鈦源0.2%-10%、醇類溶劑64%-80%、水解抑制劑0.005%-0.007%、含金屬離子的去離子水0.005%-0.001%、含羥基中強酸5%_20%、含無機分散劑的去尚子水1%_2%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于降解氮氧化物的納米球狀多孔弱光光觸媒，其特征在于，該光觸媒按重量百分比計包括以下原料:鈦源10%、醇類溶劑70%、水解抑制劑0.005%、含金屬尚子的去尚子水0.005%、含輕基中強酸18%、含無機分散劑的去尚子水1.99%ο
4.一種用于降解氮氧化物的納米球狀多孔弱光光觸媒的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1，將0.2%-35%的鈦源與64%-99%的醇類溶劑混合，形成混合液； 步驟2，將0.005%-0.01%的水解抑制劑加入混合液中，進行劇烈的攪拌并同步緩慢的滴入0.005%-0.01%的含金屬離子的去離子水后形成溶膠； 步驟3，停止攪拌該溶膠并陳化形成透明淡藍(lán)色凝膠； 步驟4，在常溫條件下將含有S12晶種的5%-50%的含羥基中強酸緩慢的加入凝膠中，并進行解膠和反應(yīng)后，得透明溶液； 步驟5，將透明溶液加入到含有1%-5%的含無機分散劑去離子水中，并攪拌均勻后得到濃縮液； 步驟6，在濃縮液中加入堿液進行pH調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍在2-9之間，且稀釋后得到納米顆粒透明溶膠液，其粒徑分布在10-30nm之間，表面為球狀多孔狀分布，比表面積大且平均達300m2/g 以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于降解氮氧化物的納米球狀多孔弱光光觸媒的制備方法，其特征在于，所述鈦源為鈦酸正丁酯、四氯化鈦、三氯化鈦、硫酸氧鈦或鈦酸乙酯中的任意一種；醇類溶劑中含碳數(shù)量1-4個，且為無水乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、仲丁醇或異丁醇中的任意一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于降解氮氧化物的納米球狀多孔弱光光觸媒的制備方法，其特征在于，所述含金屬離子的去離子水中的金屬離子為鉍離子、鉻離子、鈣離子、鈉離子、鉀離子中的任意一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于降解氮氧化物的納米球狀多孔弱光光觸媒的制備方法，其特征在于，所述含羥基中強酸為草酸、硼酸、稀硝酸、磷酸、甲酸中的任意一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于降解氮氧化物的納米球狀多孔弱光光觸媒的制備方法，其特征在于，所述無機分散劑為六偏磷酸鈉、聚羥基鈉、鈣碳酸鹽、鎂鈣碳酸鹽中的任意一種；所述水解抑制劑為冰酸酯、乙酰丙酮、濃鹽酸中的任意一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于降解氮氧化物的納米球狀多孔弱光光觸媒的制備方法，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。
10.一種權(quán)利要求4-9任一項所述的制備方法得到的納米球狀多孔弱光光觸媒，所述納米球狀多孔弱光光觸媒在降解氮氧化物中的應(yīng)用。
【文檔編號】B01D53/56GK104209146SQ201410252431
【公開日】2014年12月17日 申請日期: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 申請人:深圳市天得一環(huán)境科技有限公司