陶瓷光触媒载体及其制造工艺 【技术领域】
本发明涉及一种催化剂载体，具体涉及一种光触媒载体。
背景技术
光触媒是一种在光的照射下，自身不起变化，却可以促进化学反应的物质。光触媒是利用自然界存在的光能转换成为化学反应所需的能量，来产生催化作用，使周围的氧气及水分子激发成极具氧化力的自由负离子。几乎可以分解所有对人体和环境有害的有机物质及部分无机物质，不仅能加速反应，并且不造成光触媒损耗，不造成资源浪费和二次污染。
纳米二氧化钛光触媒是一种在光的照射下，自身不起变化，却可以促进化学反应的物质，就象植物的光合作用中的叶绿素。光触媒在太阳光或室内荧光灯的照射下能产生抗菌、除臭、油污分解、防霉防藻、空气净化的作用。二氧化钛光触媒的特性主要反应在其具有的安全性和持久性上。从安全性上，二氧化钛可以作为食品药品添加剂，并且经过美国FDA认证，使用非常安全。由于光触媒只是提供了反应的场所，它本身并不参与化学反应，所以它的作用效果是持久的。
现在光触媒在抗菌、除臭、油污分解、防霉防藻、空气净化等方面具有广泛应用。但是现在在具体使用中光触媒的实际催化效果并不理想。光触媒催化效果不理想的原因主要是，不能与空气充分接触，不能充分得到光照，因此不能充分发挥催化作用。
【发明内容】
本发明的目的在于，提供一种陶瓷光触媒载体，具有所承载的光触媒材料与空气接触充分，易于充分得到光照。
本发明的目的还在于，提供一种陶瓷光触媒载体的制造工艺，具有工艺简单、成品率高等特点。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
陶瓷光触媒载体，包括一允许空气流通的透气载体，所述透气载体上附着有光触媒材料，其特征在于，所述透气载体为陶瓷材料的透气载体，所述透气载体内布置有复数条前后贯通的孔隙，所述孔隙的内壁上附着有光触媒材料。
光触媒材料易于牢固的附着在陶瓷上，且不易脱落。另外陶瓷还具有抗老化能力强、成本低、易于生产、对环境无污染等优点。
所述透气载体内的复数条孔隙交错排布，相互连通。复数条孔隙相互连通，可以避免一条孔隙的一端被堵塞，或者某一段被堵塞的情况下，该条孔隙内其他部分的光触媒材料仍然可以与流动的空气接触，以进行催化，从而保证整个陶瓷光触媒载体的催化能力。
所述透气载体内的复数条孔隙交错排布，相互连通，并构成蜂窝状结构。实验表明蜂窝状结构，具有透气效果好，且光触媒材料更易于受到光照的特点。这种结构可以有效提高陶瓷光触媒载体的催化效果。
所述陶瓷材料易于采用对紫外线透明的陶瓷材料。对紫外线透明的材料，可以使紫外线更充分的照射到孔隙的内壁上附着的光触媒材料，以便更好的激发光触媒材料的催化能力。
所述陶瓷材料也可以采用对紫外线半透明的陶瓷材料。对紫外线半透明的陶瓷材料，成本更低，并且可以满足一般的催化需求。
陶瓷光触媒载体的制造工艺，包括选取骨架、加工内部具有孔隙的透气载体、附着光触媒材料。
第一步，选取骨架，选取具有纤维结构的有机材料作为骨架。
第二步，加工内部具有孔隙的透气载体：(1)将骨架浸入陶瓷液中，使陶瓷液渗入进骨架的纤维结构中；(2)然后对渗入陶瓷液的骨架进行干燥；(3)对深入陶瓷液的骨架进行烧结，将有机材料的骨架烧毁，陶瓷液烧结成内部具有孔隙的蜂窝陶瓷；(4)清理出蜂窝陶瓷中的骨架残渣。
第三步，附着光触媒材料，将光触媒材料附着到蜂窝陶瓷内的孔隙的壁上。
选取骨架时，有大量的具有纤维结构的有机材料可供选择，比如海绵、木材、布料等等。实验表明，骨架材料选取蜂窝孔聚氨酯材料较为适宜。蜂窝孔聚氨酯材料具有易于切割、纤维形状合理、成本低等特点，还具有烧结够残留少，甚至无残留等特点。
蜂窝孔聚氨酯材料的骨架，易于选取厚度为10mm～20mm，孔径为2mm～3mm的骨架。用这种骨架生产出的透气载体，具有结构牢固、孔隙光照充分、透气顺畅等特点。
加工内部具有孔隙的透气载体时，首先将骨架浸入用白色氧化铝陶瓷造粒粉调制的陶瓷液中，浸泡至少20分钟，最好30分钟以上取出。然后在相对湿度为65％及室温条件下干燥，12小时到20小时。然后在电阻炉中升至500℃～800℃，并保持2小时，随炉自然冷却。此时作为骨架的聚氨酯材料已经被高温碳化从而得到了透气载体。
附着光触媒材料时，首先将改性二氧化钛光催化剂分散在水中，再溶入水溶性粘合剂，制成浆料。然后喷涂在透气载体上，并使其充分渗入透气载体的孔隙中。然后将透气载体置于鼓风干燥箱中干燥。
整个生产工艺较为简单，成品率高。整个制造过程可以不需要专门设计的特殊的设备，因此生产时投入较低。
【附图说明】
图1为陶瓷光触媒载体的结构示意图；
图2为陶瓷光触媒载体的制造工艺流程示意图。
【具体实施方式】
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本发明。
参照图1，陶瓷光触媒载体，包括一允许空气流通的透气载体1。透气载体1上附着有光触媒材料11。透气载体1为陶瓷材料的透气载体1，透气载体1内布置有复数条前后贯通的孔隙12。孔隙12的内壁上附着有光触媒材料11。光触媒材料11易于牢固的附着在陶瓷材料上，且不易脱落。另外陶瓷材料还具有抗老化能力强、成本低、易于生产、对环境无污染等优点。
透气载体1内的复数条孔隙交错排布，相互连通。复数条孔隙12相互连通，可以避免一条孔隙12的一端被堵塞，或者某一段被堵塞的情况下，该条孔隙12内其他部分的光触媒材料11仍然可以与流动的空气接触，以进行催化，从而保证整个陶瓷光触媒载体的催化能力。
透气载体1内的复数条孔隙12交错排布，相互连通，并构成蜂窝状结构。实验表明蜂窝状结构，具有透气效果好，且光触媒材料11更易于受到光照的特点。这种结构可以有效提高陶瓷光触媒载体的催化效果。陶瓷材料易于采用对紫外线透明的陶瓷材料。对紫外线透明的材料，可以使紫外线更充分的照射到孔隙12的内壁上附着的光触媒材料11，以便更好的激发光触媒材料11的催化能力。陶瓷材料也可以采用对紫外线半透明的陶瓷材料。对紫外线半透明的陶瓷材料，成本更低，并且可以满足一般的催化需求。
参照图2，陶瓷光触媒载体的制造工艺，包括选取骨架21、加工内部具有孔隙的透气载体22、附着光触媒材料23。
第一步，选取骨架21，选取具有纤维结构的有机材料作为骨架。
第二步，加工内部具有孔隙的透气载体22：(1)将骨架浸入陶瓷液中，使陶瓷液渗入进骨架的纤维结构中；(2)然后对渗入陶瓷液的骨架进行干燥；(3)对深入陶瓷液的骨架进行烧结，将有机材料的骨架烧毁，陶瓷液烧结成内部具有孔隙的蜂窝陶瓷；(4)冷却，并清理出蜂窝陶瓷中的骨架残渣，形成透气载体1。
第三步，附着光触媒材料23，将光触媒材料11附着到蜂窝陶瓷内的孔隙的壁上，生成陶瓷光触媒载体。
第一步，进行选取骨架21时，有大量的具有纤维结构的有机材料可供选择，比如海绵、木材、布料等等。实验表明，骨架材料选取蜂窝孔聚氨酯材料较为适宜。蜂窝孔聚氨酯材料具有易于切割、纤维形状合理、成本低等特点，还具有烧结够残留少，甚至无残留等特点。
蜂窝孔聚氨酯材料的骨架，易于选取厚度为10mm～20mm，孔径为2mm～3mm的骨架。用这种骨架生产出的透气载体，具有结构牢固、孔隙光照充分、透气顺畅等特点。
第二步，加工内部具有孔隙的透气载体22时，首先将骨架浸入用白色氧化铝陶瓷造粒粉调制的陶瓷液中，浸泡至少20分钟，最好30分钟以上取出。然后在相对湿度为65％及室温条件下干燥，12小时到20小时。然后在电阻炉中升至500℃～800℃，并保持1个半小时以上，最好2小时，随炉自然冷却。此时作为骨架的聚氨酯材料已经被高温碳化从而得到了透气载体。
第三步，附着光触媒材料23时，首先将改性二氧化钛光催化剂分散在水中，再溶入水溶性粘合剂，制成浆料。然后喷涂在透气载体1上，并使其充分渗入透气载体1的孔隙12中。也可以将光触媒材料淋在透气载体1上，还可以将透气载体1浸入光触媒材料中。总之将光触媒材料附着在孔隙12壁上。然后将透气载体置于鼓风干燥箱中干燥，目的是使光触媒材料干燥。
整个生产工艺较为简单，成品率高。整个制造过程可以不需要专门设计的特殊的设备，因此生产时投入较低。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。