铁酸盐压电催化多孔陶瓷材料、其制备方法与应用专利检索-温室温室和苗圃专利检索查询-专利查询网

铁酸盐压电催化多孔陶瓷材料、其制备方法与应用

阅读：353发布：2020-05-11

专利汇可以提供铁酸盐压电催化多孔陶瓷材料、其制备方法与应用专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供一种铁酸盐压电催化多孔陶瓷材料、其制备方法与应用，该陶瓷材料包括多孔陶瓷基体以及附着于基体表面及内部的具有压电效应的催化单元，所述催化单元至少包括铁酸盐，所述铁酸盐材料包括铁离子和正三价阳离子。本发明提供的铁酸盐压电催化多孔陶瓷材料具有压电效应，在风能、机械能或声波能作用下可高效降解挥发性有机物。用于工业脉冲除尘器时，可实现同时除尘和除去有毒有害气体。应用于空气净化器和空调中，无需额外提供能量，避免了二次温室气体的排放，也克服了因使用活性炭达到吸附饱和后需要频繁更换的问题。且该材料性能稳定、可重复使用，成本低，制备方法简单易行，绿色环保。，下面是铁酸盐压电催化多孔陶瓷材料、其制备方法与应用专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种铁酸盐压电催化多孔陶瓷材料，其特征在于：包括多孔陶瓷基体以及附着于基体表面及内部的具有压电效应的催化单元，所述催化单元至少包括铁酸盐，所述铁酸盐材料包括铁离子和正三价阳离子，所述铁离子与正三价阳离子的摩尔质量比为1:1-2。
2.根据权利要求1所述的铁酸盐压电催化多孔陶瓷材料，其特征在于：所述多孔陶瓷基体包括堇青石和氧化铝中的任意一种或两种的组合。
3.根据权利要求1所述的铁酸盐压电催化多孔陶瓷材料，其特征在于：所述陶瓷基体的孔径为1mm～8mm。
4.根据权利要求1所述的铁酸盐压电催化多孔陶瓷材料，其特征在于：所述正三价阳离子包括铋离子。
5.根据权利要求1所述的铁酸盐压电催化多孔陶瓷材料，其特征在于：所述铁酸盐材料包括铁酸铋材料，所述铁酸铋材料由铁盐和铋盐制得。
6.根据权利要求5所述的铁酸盐压电催化多孔陶瓷材料，其特征在于：所述铋盐包括氯化铋、硝酸铋中的任意一种或两种的组合；所述铁盐包括氯化铁和硝酸铁中的任意一种或两种的组合。
7.一种制备权利要求1-6中任一项所述的铁酸盐压电催化多孔陶瓷材料，其特征在于包括以下步骤：
步骤一：提供铁离子与正三价阳离子摩尔质量比为1:1的铁酸盐溶液，并将多孔陶瓷基体浸泡在铁酸盐溶液中充分吸附铁离子与正三价阳离子，之后将经吸附处理后的多孔陶瓷基体置于NaOH溶液中，浸泡3-5h；
步骤二：将多孔陶瓷基体按照步骤一方法重复处理3-10次后在温度为450-650℃条件下反应4-12h；
步骤三：重复步骤一和步骤二的操作直至铁离子与正三价阳离子全部吸附于多孔陶瓷基体表面和内部，制得所述铁酸盐压电催化多孔陶瓷材料。
8.根据权利要求7所述的铁酸盐压电催化多孔陶瓷材料制备方法，其特征在于：所述步骤一中NaOH溶液的浓度为0.5～2.0mol/L。
9.根据权利要求7所述的铁酸盐压电催化多孔陶瓷材料制备方法，其特征在于：将多孔陶瓷置于马弗炉中在温度为450-650℃条件下反应4-12h。
10.由权利要求1-6中任一项所述的铁酸盐压电催化多孔陶瓷材料或权利要求7-9中任一项制得的铁酸盐压电催化多孔陶瓷材料于净化空气中的应用。

说明书全文

铁酸盐压电催化多孔陶瓷材料、其制备方法与应用

技术领域

[0001] 本发明涉及一种铁酸盐压电催化多孔陶瓷材料，特别涉及一种铁酸盐压电催化多孔陶瓷材料、制备方法及其在净化空气中的应用，属于环境保护技术领域。

背景技术

[0002] 现有技术净化空气的方法有活性炭吸附法、光催化氧化法、低温等离子体氧化法。活性炭吸附法容易达到吸附饱和，到达一定的时间后必须更换，给后续处理带来了困难。工业中的挥发性有机物(VOCs)气体采用喷淋法、蓄热燃烧法(RTO)、催化燃烧法(RCO)和沸石转轮法进行降解。但是喷淋法、蓄热燃烧法(RTO)、催化燃烧法(RCO)和沸石转轮法等方法都需要额外增加能源供给，这既增加了成本，又增加了二次温室气体的排放。因此，需要一种新的净化空气的方法。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供一种铁酸盐压电催化多孔陶瓷材料、其制备方法与应用，以克服现有技术中的不足。

[0004] 为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

[0005] 本发明实施例中提供一种铁酸盐压电催化多孔陶瓷材料，其包括多孔陶瓷基体以及附着于基体表面及内部的具有压电效应的催化单元，所述催化单元至少包括铁酸盐，所述铁酸盐材料包括铁离子和正三价阳离子，所述铁离子与正三价阳离子的摩尔质量比为1:1-2。

[0006] 较为优选的，所述多孔陶瓷基体包括堇青石和氧化铝中的任意一种或两种的组合。

[0007] 进一步的，所述陶瓷基体的孔径为1mm～8mm。

[0008] 较为优选的，所述正三价阳离子包括铋离子，但不限于此。

[0009] 进一步的，所述铁酸盐材料包括铁酸铋材料，所述铁酸铋材料由铋盐和铁盐制得。

[0010] 较为优选的，所述铋盐包括氯化铋、硝酸铋中的任意一种或两种的组合，但不限于此。

[0011] 较为优选的，所述铁盐包括氯化铁和硝酸铁中的任意一种或两种的组合，但不限于此。

[0012] 本发明实施例中还提供一种铁酸盐压电催化多孔陶瓷材料的制备方法，其包括以下步骤：

[0013] 步骤一：提供铋离子与正三价阳离子摩尔质量比为1:1的铁酸盐溶液，并将多孔陶瓷基体浸泡在铁酸盐溶液中充分吸附铁离子与正三价阳离子，之后将经吸附处理后的多孔陶瓷基体置于NaOH溶液中，浸泡3-5h；

[0014] 步骤二：将多孔陶瓷基体按照步骤一方法重复处理3-10次后在温度为450-650℃条件下反应4-12h；

[0015] 步骤三：重复步骤一和步骤二的操作直至铁离子与正三价阳离子全部吸附于多孔陶瓷基体表面和内部，制得所述铁酸盐压电催化多孔陶瓷材料。

[0016] 进一步的，所述步骤一中NaOH溶液的浓度为0.5～2.0mol/L。

[0017] 进一步的，将多孔陶瓷置于马弗炉中在温度为450-650℃条件下反应4-12h。

[0018] 本发明实施例还提供铁酸盐压电催化多孔陶瓷材料于净化空气中的应用。

[0019] 与现有技术相比，本发明的优点包括：

[0020] (1)本发明提供的铁酸盐压电催化多孔陶瓷材料具有压电效应，在风能、机械能或声波能作用下可高效降解挥发性有机物，应用于工业脉冲除尘器中，可实现除尘的同时催化氧化除去有毒有害气体。无需额外提供能量，避免了二次温室气体的排放。

[0021] (2)本发明提供的铁酸盐压电催化多孔陶瓷材料性能稳定、可重复使用，成本低。

[0022] (3)本发明提供的铁酸盐压电催化多孔陶瓷材料制备方法简单易行，绿色环保。

具体实施方式

[0023] 鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。

[0024] 本发明实施例中提供一种铁酸盐压电催化多孔陶瓷材料，其包括多孔陶瓷基体以及附着于基体表面及内部的具有压电效应的催化单元，所述催化单元至少包括铁酸盐，所述铁酸盐材料包括铁离子和正三价阳离子，所述铁离子与正三价阳离子的摩尔质量比为1:1-2。

[0025] 较为优选的，所述多孔陶瓷基体包括堇青石和氧化铝中的任意一种或两种的组合。

[0026] 进一步的，所述陶瓷基体的孔径为1mm～8mm。

[0027] 较为优选的，所述正三价阳离子包括铋离子，但不限于此。

[0028] 进一步的，所述铁酸盐材料包括铁酸铋材料，所述铁酸铋材料由铋盐和铁盐制得。

[0029] 较为优选的，所述铋盐包括氯化铋、硝酸铋中的任意一种或两种的组合，但不限于此。

[0030] 较为优选的，所述铁盐包括氯化铁和硝酸铁中的任意一种或两种的组合，但不限于此。

[0031] 本发明实施例中还提供一种铁酸盐压电催化多孔陶瓷材料的制备方法，其包括以下步骤：

[0032] 步骤一：提供铋离子与正三价阳离子摩尔质量比为1:1的铁酸盐溶液，并将多孔陶瓷基体浸泡在铁酸盐溶液中充分吸附铁离子与正三价阳离子，之后将经吸附处理后的多孔陶瓷基体置于NaOH溶液中，浸泡3-5h；

[0033] 步骤二：将多孔陶瓷基体按照步骤一方法重复处理3-10次后在温度为450-650℃条件下反应4-12h；

[0034] 步骤三：重复步骤一和步骤二的操作直至铁离子与正三价阳离子全部吸附于多孔陶瓷基体表面和内部，制得所述铁酸盐压电催化多孔陶瓷材料。

[0035] 进一步的，所述步骤一中NaOH溶液的浓度为0.5～2.0mol/L。

[0036] 进一步的，将多孔陶瓷置于马弗炉中在温度为450-650℃条件下反应4-12h。

[0037] 本发明实施例还提供铁酸盐压电催化多孔陶瓷材料于净化空气中的应用。

[0038] 本发明提供的铁酸盐压电催化多孔陶瓷材料在机械能的作用下，利用其结构的不对称性可以将机械能转化为电能，从而对VOCs气体产生催化氧化作用。

[0039] 本发明提供的铁酸盐压电催化多孔陶瓷材料可分别应用于工业脉冲除尘器、空气净化器和空调中。在用于工业脉冲除尘器时，可实现除尘的同时催化氧化除去有毒有害气体。应用于空气净化器和空调中，克服了光催化剂需要光源的问题，也克服了活性炭吸附达到饱和后需要频繁更换的问题。

[0040] 本发明提供的铁酸盐压电催化多孔陶瓷材料风能或机械震动能的作用下，以铁酸盐作为压电催化剂，通过压电陶瓷的压电效应，将机械能转化为电能，催化氧化VOCs，在无需额外增加能源供给的情况下将VOCs催化氧化降解为无毒的二氧化碳和水，以期实现空气净化的目标。

[0041] 以下结合若干实施例对本发明的技术方案作进一步的解释说明。

[0042] 实施例1

[0043] 步骤一：提供铁离子与铋离子摩尔质量比为1:1的铁酸盐溶液，并将多孔陶瓷基体浸泡在铁酸盐溶液中充分吸附铁离子与铋离子，之后将经吸附处理后的多孔陶瓷基体置于300mL 1.0mol/L的NaOH溶液中，浸泡3h。

[0044] 步骤二：将多孔陶瓷基体按照步骤一方法重复处理5次后在温度为450℃条件下反应18h。

[0045] 步骤三：重复步骤一和步骤二的操作直至铁离子与铋离子全部吸附于多孔陶瓷基体表面和内部，制得所述压电催化多孔陶瓷材料。

[0046] 实施例2

[0047] 步骤一：提供铁离子与铋离子摩尔质量比为1:1的铁酸盐溶液，并将多孔陶瓷基体浸泡在铁酸盐溶液中充分吸附铁离子与铋离子，之后将经吸附处理后的多孔陶瓷基体置于300mL 1.0mol/L的NaOH溶液中，浸泡3h。

[0048] 步骤二：将多孔陶瓷基体按照步骤一方法重复处理5次后在温度为650℃条件下反应8h。

[0049] 步骤三：重复步骤一和步骤二的操作直至铁离子与铋离子全部吸附于多孔陶瓷基体表面和内部，制得所述压电催化多孔陶瓷材料。

[0050] 将实施例1～实施例2制得的压电催化多孔陶瓷材料置于风口处，即可实现空气净化的目的。

[0051] 应当理解，上述实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

标题	发布/更新时间	阅读量
一种对开三门冰箱的风路系统	2020-05-08	944
负载型催化剂前体及其制备方法以及α-烯烃的生产方法	2020-05-11	555
一种venlo型温室环境的高分辨率降阶建模方法	2020-05-08	538
一种防治番茄黄化曲叶病毒的方法	2020-05-11	447
一种新能源利用重量自动控制车载空调换气装置	2020-05-08	478
一种以水为制冷剂的新型环保冷暖机	2020-05-08	741
一种包装膜制备专用废气回收装置	2020-05-08	537
一种小胡杨良种的温室调控系统	2020-05-08	286
用于温室大棚移动苗床的改进型组合式育苗托盘	2020-05-08	528
一种温室大棚智能温控系统	2020-05-08	564

铁酸盐压电催化多孔陶瓷材料、其制备方法与应用

铁酸盐压电催化多孔陶瓷材料、其制备方法与应用

技术领域

背景技术

发明内容

具体实施方式

该功能需要专业版企业版VIP权限，您可以：