一種用于新風(fēng)系統(tǒng)中凈化排出室外空氣的光催化技術(shù)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種光催化技術(shù)，應(yīng)用于新風(fēng)系統(tǒng)將室內(nèi)空氣排向室外的排氣管道中，將室內(nèi)污濁空氣凈化后排向室外。利用水熱合成法制備具有超結(jié)構(gòu)、可見光響應(yīng)的BiFeO3，利用該方法制備的光催化劑具有超結(jié)構(gòu)，高效的可見光光催化效率。其特征在于制備方法如下：以Bi鹽和Fe鹽為原料，以摩爾比Bi∶Fe＝1∶1混合溶解于HNO3中，加入質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為10％～25％的表面活性劑和10％～15％的羥基多元酸，pH值為1～7，形成懸浮液；將懸浮液移入晶化反應(yīng)釜中，填充率為60?80％，在150?220℃下反應(yīng)6～24h后，冷卻至室溫，將反應(yīng)產(chǎn)物離心分離出沉淀，用去離子水和無水乙醇清洗5?10次，抽濾得到的樣品在100?120℃烘箱內(nèi)干燥12～24h，獲得粉體，在450?650℃下馬弗爐焙燒3～5h，獲得具有超結(jié)構(gòu)的、高效可見光響應(yīng)的BiFeO3光催化劑。
【專利說明】
一種用于新風(fēng)系統(tǒng)中凈化排出室外空氣的光催化技術(shù)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種光催化技術(shù)，特別應(yīng)用于新風(fēng)系統(tǒng)將室內(nèi)空氣排向室外的排氣管道。
【背景技術(shù)】
[0002]在人工環(huán)境中，新風(fēng)對維持室內(nèi)空氣品質(zhì)尤為重要，特別是在大型建筑和地下軌道交通站廳空間等場所，新風(fēng)質(zhì)量對室內(nèi)空氣品質(zhì)的貢獻尤為重要。目前市場銷售的新風(fēng)機設(shè)備，大量應(yīng)用在寫字樓、住房、百貨商店、銀行等不同建筑物中，實現(xiàn)將室外新鮮空氣與室內(nèi)污濁空氣不間斷置換，讓長時間待在室內(nèi)的人們能夠呼吸到新鮮空氣，而且新風(fēng)機內(nèi)設(shè)置過濾器，過濾器能夠濾除掉新鮮空氣中的細菌、顆粒物及有害物質(zhì)，保證引入室內(nèi)的新鮮空氣處于潔凈。但是，新風(fēng)機在使室內(nèi)空氣達到凈化的同時，將室內(nèi)大量的污濁空氣排向室外，特別是室內(nèi)建筑裝修材料所含有的揮發(fā)性有機物(VOCs)，造成室外空氣的嚴(yán)重污染。目前市場銷售的新風(fēng)機沒有凈化排向室外空氣的相關(guān)技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種用于去除新風(fēng)系統(tǒng)排向室外的污濁空氣中含有的揮發(fā)性有機物(VOCs)的光催化劑:采用簡捷、綠色環(huán)保的水熱合成法制備具有超結(jié)構(gòu)、可見光響應(yīng)的高效BiFeO3*催化劑。
[0004]水熱合成制備方法如下:以含Bi的硝酸鹽(Bi (NO)3.5H20)或草酸鹽(Bi2(C2O4)3.7Η20)，F(xiàn)e 的鈉鹽(NaFeO2)或銨鹽(C10H20FeN3O8)等為原料，按照摩爾比 Bi: Fe=I: I混合溶解于HNO3*，磁力攪拌使其完全溶解，加入質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為10%?25%的表面活性劑和質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為10%?15%的羥基多元酸(質(zhì)量百分?jǐn)?shù)均以某物質(zhì)占Bi和Fe鹽的混合原料質(zhì)量百分含量計算)，使其與原料均勻混合，控制體系的pH值為I?7，形成懸浮液；將懸浮液移入帶有聚四氟乙烯內(nèi)襯的晶化反應(yīng)釜中，保持填充率為60-80%，在150-220°C條件下反應(yīng)6?24h，待反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)釜冷卻至室溫，將反應(yīng)產(chǎn)物離心分離出沉淀，用去離子水和無水乙醇清洗5-10次，抽濾，得到的樣品在100-120°C烘箱內(nèi)干燥12?24h，獲得粉體，再在450-650°C的溫度下馬弗爐焙燒3?5h，獲得具有超結(jié)構(gòu)的、高效可見光響應(yīng)的BiFeO3*催化劑，研磨，壓片，再研磨過篩，得20-40目顆粒，進行甲醛光催化反應(yīng)性能評價。
[0005]所述的表面活性劑為聚乙二醇(PEG)、十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)和乙二胺四乙酸(H)TA)中的一種；羥基多元酸為檸檬酸或酒石酸。
【具體實施方式】
[0006]實施例1:
[0007]稱取24.3g Bi (NO) 3.5Η20 和 5.6g NaFeO2溶于 10mL HNO 3溶液中，磁力攪拌使其完全溶解，加入3g聚乙二醇和3.5g檸檬酸使其與原料均勻混合，控制體系的pH值為5.5左右，形成懸浮液；將懸浮液移入帶有聚四氟乙烯內(nèi)襯的晶化反應(yīng)釜中，保持填充率為60%，在150°C條件下反應(yīng)8h，待反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)釜冷卻至室溫，將反應(yīng)產(chǎn)物離心分離出沉淀，用去離子水和無水乙醇清洗6次，抽濾，得到的樣品在110°C烘箱內(nèi)干燥12h，獲得粉體，再在450°C的溫度下馬弗爐焙燒3h，獲得具有超結(jié)構(gòu)的、高效可見光響應(yīng)的BiFeO3*催化劑，研磨，壓片，再研磨過篩，得20-40目顆粒，進行甲醛光催化反應(yīng)性能評價，測得甲醛凈化效率為90.5%。
[0008]實施例2:
[0009]稱取24.3g Bi (NO) 3.5H20 和 18.3g C1H20FeN3O8溶于 150mL HNO 3溶液中，磁力攪拌使其完全溶解，加入6.4g十六烷基三甲基溴化銨和4.3g酒石酸使其與原料均勻混合，控制體系的PH值為6.0左右，形成懸浮液；將懸浮液移入帶有聚四氟乙烯內(nèi)襯的晶化反應(yīng)釜中，保持填充率為70%，在180°C條件下反應(yīng)6h，待反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)釜冷卻至室溫，將反應(yīng)產(chǎn)物離心分離出沉淀，用去離子水和無水乙醇清洗8次，抽濾，得到的樣品在100°C烘箱內(nèi)干燥12h，獲得粉體，再在500°C的溫度下馬弗爐焙燒3h，獲得具有超結(jié)構(gòu)的、高效可見光響應(yīng)的BiFeO3*催化劑，研磨，壓片，再研磨過篩，得20-40目顆粒，進行甲醛光催化反應(yīng)性能評價，測得甲醛凈化效率為89.2%。
[0010]實施例3:
[0011 ]稱取 20.2g Bi2 (C2O4) 3.7H20 和 18.3g C1H20FeN3O8溶于 150mL HNO 3溶液中，磁力攪拌使其完全溶解，加入9.6g乙二胺四乙酸和5.Sg酒石酸使其與原料均勻混合，控制體系的PH值為6.5左右，形成懸浮液；將懸浮液移入帶有聚四氟乙烯內(nèi)襯的晶化反應(yīng)釜中，保持填充率為60%，在220°C條件下反應(yīng)6h，待反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)釜冷卻至室溫，將反應(yīng)產(chǎn)物離心分離出沉淀，用去離子水和無水乙醇清洗10次，抽濾，得到的樣品在120°C烘箱內(nèi)干燥24h，獲得粉體，再在550°C的溫度下馬弗爐焙燒5h，獲得具有超結(jié)構(gòu)的、高效可見光響應(yīng)的BiFeO^催化劑，研磨，壓片，再研磨過篩，得20-40目顆粒，進行甲醛光催化反應(yīng)性能評價，測得甲醛凈化效率為85.8%。
[0012]實施例4:
[0013]稱取24.3g Bi (NO) 3.5H20 和 18.3g C1H20FeN3O8溶于 150mL HNO 3溶液中，磁力攪拌使其完全溶解，加入10.7g十六烷基三甲基溴化銨和6.4g檸檬酸使其與原料均勻混合，控制體系的PH值為6.5左右，形成懸浮液；將懸浮液移入帶有聚四氟乙烯內(nèi)襯的晶化反應(yīng)釜中，保持填充率為60%，在180°C條件下反應(yīng)6h，待反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)釜冷卻至室溫，將反應(yīng)產(chǎn)物離心分離出沉淀，用去離子水和無水乙醇清洗10次，抽濾，得到的樣品在120°C烘箱內(nèi)干燥24h，獲得粉體，再在550°C的溫度下馬弗爐焙燒5h，獲得具有超結(jié)構(gòu)的、高效可見光響應(yīng)的BiFeO3*催化劑，研磨，壓片，再研磨過篩，得20-40目顆粒，進行甲醛光催化反應(yīng)性能評價，測得甲醛凈化效率為94.8%。
[0014]實施例5:
[0015]稱取20.2g Bi2(C2O4)3.7Η20和 5.6g NaFeO2溶于 10mL HNO3溶液中，磁力攪拌使其完全溶解，加入6.5g乙二胺四乙酸和5.8g酒石酸使其與原料均勾混合，控制體系的pH值為6.5左右，形成懸浮液；將懸浮液移入帶有聚四氟乙烯內(nèi)襯的晶化反應(yīng)釜中，保持填充率為60 %，在200°C條件下反應(yīng)6h，待反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)釜冷卻至室溫，將反應(yīng)產(chǎn)物離心分離出沉淀，用去離子水和無水乙醇清洗10次，抽濾，得到的樣品在120°C烘箱內(nèi)干燥24h，獲得粉體，再在550°C的溫度下馬弗爐焙燒5h，獲得具有超結(jié)構(gòu)的、高效可見光響應(yīng)的BiFeO3光催化劑，研磨，壓片，再研磨過篩，得20-40目顆粒，進行甲醛光催化反應(yīng)性能評價，測得甲醛凈化效率為83.?%。
【主權(quán)項】
1.一種應(yīng)用于新風(fēng)系統(tǒng)將室內(nèi)空氣排向室外的排氣管道中，具有超結(jié)構(gòu)可見光響應(yīng)的BiFeO3光催化劑的制備方法及應(yīng)用，其特征是具有如下工藝流程:采用簡捷、綠色環(huán)保的水熱合成法，以含Bi的硝酸鹽(Bi (NO)3.5H20)或草酸鹽(Bi2(C2O4)3.7H20)，F(xiàn)e的鈉鹽(NaFeO2)或銨鹽(C10H20FeN3O8)等為原料，按照摩爾比Bi: Fe = I: I混合溶解于HNO3中，磁力攪拌使其完全溶解，加入一定質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的表面活性劑和羥基多元酸(質(zhì)量百分?jǐn)?shù)均以某物質(zhì)占Bi和Fe鹽的混合原料質(zhì)量百分含量計算)，使其與原料均勻混合，控制體系的PH值在一定范圍內(nèi)，形成懸浮液；將懸浮液移入帶有聚四氟乙烯內(nèi)襯的晶化反應(yīng)釜中，保持一定范圍的填充率，在一定溫度條件下反應(yīng)一段時間，待反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)釜冷卻至室溫，將反應(yīng)產(chǎn)物離心分離出沉淀，用去離子水和無水乙醇清洗數(shù)次，抽濾，得到的樣品在一定溫度烘箱內(nèi)干燥一段時間，獲得粉體，再在一定溫度下馬弗爐中焙燒一段時間，獲得具有超結(jié)構(gòu)的、高效可見光響應(yīng)的BiFeO3*催化劑，研磨，壓片，再研磨過篩，得20-40目顆粒，進行甲醛光催化反應(yīng)性能評價。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制備具有超結(jié)構(gòu)可見光響應(yīng)的BiFeO3光催化劑的方法，其特征在于，所用表面活性劑為聚乙二醇(PEG)、十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)和乙二胺四乙酸(H)TA)中的一種。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制備具有超結(jié)構(gòu)可見光響應(yīng)的BiFeO3光催化劑的方法，其特征在于，所用羥基多元酸為檸檬酸或酒石酸。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制備具有超結(jié)構(gòu)可見光響應(yīng)的BiFeO3光催化劑的方法，其特征在于，所用表面活性劑質(zhì)量百分含量為10?25%。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制備具有超結(jié)構(gòu)可見光響應(yīng)的BiFeO3光催化劑的方法，其特征在于，所用羥基多元酸質(zhì)量百分含量為10?15%。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制備具有超結(jié)構(gòu)可見光響應(yīng)的BiFeO3光催化劑的方法，其特征在于，體系的pH值控制范圍為I?7。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制備具有超結(jié)構(gòu)可見光響應(yīng)的BiFeO3光催化劑的方法，其特征在于，晶化反應(yīng)釜填充率為60?80%。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制備具有超結(jié)構(gòu)可見光響應(yīng)的BiFeO3光催化劑的方法，其特征在于，反應(yīng)溫度為150?220°C。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制備具有超結(jié)構(gòu)可見光響應(yīng)的BiFeO3光催化劑的方法，其特征在于，反應(yīng)時間為6?24h。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制備具有超結(jié)構(gòu)可見光響應(yīng)的BiFeO3光催化劑的方法，其特征在于，去離子水和無水乙醇清洗次數(shù)為5?10次。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制備具有超結(jié)構(gòu)可見光響應(yīng)的BiFeO3光催化劑的方法，其特征在于，干燥溫度為100?120°C。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制備具有超結(jié)構(gòu)可見光響應(yīng)的BiFeO3光催化劑的方法，其特征在于，干燥時間為12?24h。13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制備具有超結(jié)構(gòu)可見光響應(yīng)的BiFeO3光催化劑的方法，其特征在于，焙燒溫度為450?650 °C。14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制備具有超結(jié)構(gòu)可見光響應(yīng)的BiFeO3光催化劑的方法，其特征在于，焙燒時間為3?5h。
【文檔編號】B01D53/86GK106031872SQ201510121296
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2015年3月16日
【發(fā)明人】丁建飛, 陳桂太, 胡慶春, 王新
【申請人】江蘇挪佰瑞空品科技有限公司