CN109248672A - 一种复合材料及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种复合材料及其制备方法与应用。所述复合材料包括:作为载体的多孔材料;附着于所述多孔材料的孔中与外表面上的第一吸附剂;和附着于所述多孔材料外表面上的光催化剂‑第二吸附剂组合。根据本发明的复合材料能快速有效地吸附一种或多种VOC并持续地进行光催化反应来使多孔材料中吸附的VOC降解,从而具有持续快速处理VOC的能力。
Description
技术领域
本发明属于空气净化与处理领域。具体地,本发明涉及一种复合材料及其制备方法与应用。
背景技术
随着建筑物的密集化、汽车数量的剧增、工业排放的增加等,导致空气污染变得严重。空气中的污染物包括挥发性有机化合物(VOC),例如甲醛、苯、甲苯等。
随着对生活质量要求的提高以及环保意识的增强,人们对空气中微量的气态污染物的关心程度越来越高。为了去除这些有害物质,以保持舒适的生活环境,开发了许多空气净化装置。
CN2568189Y公开了一种纳米光催化空气净化配件,在外壳内安装有平行排列的几只紫外杀菌灯,安装在紫外杀菌灯上、下侧的制备有透明多孔性纳米光催化剂薄膜的层状载体、固定紫外杀菌灯的外壳内壁粘贴的反光材料以及与紫外杀菌灯相连的电源插头,所述制备有纳米光催化剂薄膜的层状载体是具有三维网状结构的结构层,同时在该载体的上、下面设有吸附层。
CN1162211C公开了一种具有多层结构的光催化空气净化网,所述多层结构从内至外依次包括载体、粘合剂层、活性炭层和TiO2光催化剂层。
它们的基本原理主要是通过其中包含的材料将某种或某些挥发性有机化合物吸附或使之光催化降解。
吸附可去除一种或多种VOC,但存在与温度和浓度等相关的动态平衡,且吸附不能将环境中的VOC减少至零含量,在温度降低后,吸附的VOC会被释放出来。此外,吸附容量有限并需要定期更换。
光催化降解可彻底去除一种或多种VOC且将其降解成CO2与水,但是降解速率太慢。因此,非常期望开发一种新材料,其能快速有效地吸附一种或多种VOC并持续地处理掉所吸收的VOC。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种新材料,其能快速有效地吸附一种或多种VOC并持续地处理掉所吸收的VOC。
本发明所要解决的问题通过以下技术方案得以解决:
根据本发明的第一方面,提供一种复合材料,其特征在于,其包括:
作为载体的多孔材料;
附着于所述多孔材料的孔中与外表面上的第一吸附剂;和
附着于所述多孔材料外表面上的光催化剂-第二吸附剂组合。
根据本发明的第二方面,提供一种制备上述复合材料的方法,其特征在于,其包括以下步骤:
I)使所述第一吸附剂附着于所述多孔材料的孔中与外表面上;和
II)使所述光催化剂-第二吸附剂组合附着于所述多孔材料外表面上。
根据本发明的第三方面,提供上述复合材料用于净化空气的用途。
根据本发明的第四方面,提供一种空气净化装置,其包含上述复合材料。
根据本发明的复合材料能快速有效地吸附一种或多种VOC例如甲醛、苯、甲苯等并持续地进行光催化反应来使多孔材料中吸附的VOC降解,从而具有持续快速处理VOC的能力。
附图说明
在下文中,将结合附图对本发明进行描述,其中:
图1为实施例1中所制备的Ga2O3-HiSivTM 1000组合的TEM图像。
图2为实施例2-4中测试所用模块的照片。
图3为实施例2-4所制备的复合材料对甲苯的吸附曲线。
具体实施方案
下面对本发明技术方案进行详细描述,以更全面地体现本发明的各方面以及更进一步的目的、特征和优点。
根据本发明的第一方面,提供一种复合材料,其特征在于,其包括:
作为载体的多孔材料;
附着于所述多孔材料的孔中与外表面上的第一吸附剂;和
附着于所述多孔材料外表面上的光催化剂-第二吸附剂组合。
所述多孔材料的孔隙率优选为60%-98%。
所述多孔材料的开孔率优选为至少90%,例如95%-98%。
在本申请说明书和权利要求书中,开孔率是指与外界相通的孔的体积占孔总体积的比率。
所述多孔材料的孔径为0.1-10mm。
所述多孔材料优选选自镍泡沫、铝泡沫、聚合物泡沫、铝蜂窝体和陶瓷蜂窝体等。
所述聚合物泡沫可以选自聚偏氟乙烯(PVDF)泡沫、聚氯乙烯(PVC)泡沫和环氧化物树脂泡沫等等。
在本发明中,多孔材料使得第一吸附剂的负载量足够高,从而可快速且有效地吸收环境中的挥发性有机化合物。
所述第一吸附剂的负载量为50g/m2-500g/m2,优选100g/m2-500g/m2,更优选300-350g/m2,以所述多孔材料的总表面积计。
所述第一吸附剂和所述第二吸附剂可相互独立地选自沸石。
所述沸石可为用于吸附的任何沸石,例如ZSM-5沸石、Na-Y型沸石、5A沸石、10X沸石和13X沸石等等。
所述沸石的硅铝比(SiO2/Al2O3摩尔比)可以为10-500,优选18-300,更优选20-200。
所述沸石的孔径可以为0.6纳米-1.3纳米,优选0.6-1.0纳米,更优选0.7-0.9纳米。本申请中所述的孔径是采用BET方法得到的平均孔径。
据信选择上述硅铝比使得具有有利的对VOC的亲和性,而选择上述孔径有利于吸附某些较大的VOC分子,例如苯和甲苯等等。
虽然可以使用纤维状、柱状等形状的沸石,但是所述沸石通常以颗粒形式使用。
所述沸石的粒径(D50)为0.5微米-100微米,优选1微米-50微米,更优选1微米-20微米。
所述沸石的比表面积(BET)是300m2/g-1000m2/g,优选400m2/g-900m2/g,更优选500m2/g-800m2/g。
所述沸石可以为FAU型和/或BEA型沸石。
优选地,所述沸石吸附剂是Na-Y型沸石。
所述沸石在酸性和碱性环境中都是稳定的,例如在4-9的pH范围是稳定的。
优选地,所述沸石是HiSivTM 1000。HiSivTM 1000是UOP LLC的商品吸附剂。作为粉末,HiSivTM 1000的粒径(D50)是4微米(动态光散射法),比表面积>550m2/g(BET),平均孔径为0.75纳米,硅铝比为30。
在一些实施方案中,所述第一吸附剂和所述第二吸附剂为不同沸石。
在一些实施方案中,所述第一吸附剂和第二吸附剂都为相同沸石。
在所述光催化剂-第二吸附剂组合中,优选光催化剂存在于第二吸附剂表面上。有利的是,所述光催化剂颗粒没有堵塞吸附剂的孔,这有助于吸附污染物。
在一些实施方案中,所述光催化剂以纳米颗粒形式存在。
在本申请中,纳米颗粒是指粒径不超过100纳米的颗粒。
在一些实施方案中,所述光催化剂纳米颗粒的粒径是3纳米-50纳米,优选3纳米-30纳米,更优选4纳米-20纳米,更进一步优选5纳米-10纳米。
所述光催化剂可选自三氧化二镓(Ga2O3)、二氧化钛(TiO2)、氧化锌(ZnO)、氧化锡(SnO2)、氧化锆(ZrO2)及其组合。
在一些实施方案中,所述光催化剂为三氧化二镓,优选地β-Ga2O3。
在一些实施方案中,所述光催化剂-第二吸附剂组合为光催化剂与第二吸附剂的物理混合物。
在一些实施方案中,所述光催化剂-第二吸附剂组合通过在所述第二吸附剂表面上原位形成光催化剂而得到。
例如,以三氧化二镓作为光催化剂,可通过如下制备光催化剂-第二吸附剂组合:提供包含镓前驱体、第二吸附剂和能够溶解所述镓前驱体的有机溶剂的悬浮液,其中该有机溶剂能够与水混溶;将碱的水溶液加入到该悬浮液中以在第二吸附剂上原位产生Ga(OH)3;和分离其上负载有Ga(OH)3的第二吸附剂并进行煅烧来得到该光催化剂-第二吸附剂组合。
在本申请中,混溶是指两种液体能以任何比例互相溶解。
所述镓前驱体可以为镓盐,包括例如硝酸镓、氯化镓、硫酸镓、溴化镓、醋酸镓、甲酸镓和乙酰丙酮镓等等。
所述有机溶剂可选自乙醇、甲醇、异丙醇、乙二醇、丁二醇、甘油、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、二甲亚砜和二甲基乙酰胺。
为了提供包含镓前驱体、第二吸附剂和有机溶剂的悬浮液,可以将镓前驱体溶解于有机溶剂中并然后加入第二吸附剂;或者可以将第二吸附剂加入有机溶剂中,然后加入镓前驱体;或者可以将镓前驱体溶于有机溶剂中并将第二吸附剂分散在有机溶剂中,然后将两者合并;或者可以将镓前驱体和第二吸附剂至少部分同时加入有机溶剂中。为了有助于镓前驱体的溶解和/或第二吸附剂的分散,可以进行搅拌。
所述碱可选自氨、甲基胺、二甲基胺、三甲基胺、乙基胺、二乙基胺、三乙基胺、丙基胺、二丙基胺、三丙基胺、二乙基甲基胺、乙基二甲基胺、异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺,氨基丙醇、乙醇胺、二乙醇胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、羟乙基乙二胺、四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵和六亚甲基二胺,优选所述碱是氨。当碱是氨时,氨水溶液的浓度可以为5wt.%-28wt.%。
所述煅烧可在600℃-800℃的温度进行,更优选600℃-700℃。
一般地,所述煅烧可以采用任何能够满足温度要求的设备进行。
在一些实施方案中,所述煅烧在马弗炉中进行。
可选地,在煅烧之前,对湿固体进行干燥以除去水。可以使用干燥器例如真空干燥器来进行干燥除水。也可以通过加热湿固体来除去水。一般地,对加热温度和加热时间没有要求,只要能够除去水。例如,加热温度可以是80℃-200℃,加热时间可以是0.1-10小时。
可选地,在干燥之后,在煅烧之前,对干燥后得到的固体进行粉碎。例如可以使用磨机或喷射磨来进行粉碎。
所述悬浮液中镓前驱体的量基于镓前驱体和有机溶剂的总重量为5%-50%,和/或所述悬浮液中第二吸附剂的量基于第二吸附剂和有机溶剂的总重量为2%-20%。
发明人发现通过在所述第二吸附剂表面上原位形成光催化剂而得到的光催化剂-第二吸附剂组合的光降解效率优于光催化剂和吸附剂的物理混合物。
所述光催化剂-第二吸附剂组合的负载量为10g/m2-100g/m2,优选20g/m2-80g/m2,更优选20g/m2-60g/m2,以所述多孔材料的总表面积计。
所述光催化剂-第二吸附剂组合的比表面积(BET)大于等于250m2/g,优选大于等于300m2/g。
在所述光催化剂-第二吸附剂组合中,并不特别限制光催化剂的含量,本领域技术人员可以根据需要进行调整。
在一些实施方案中,光催化剂的量,例如三氧化二镓纳米颗粒的量,为所述光催化剂-第二吸附剂组合重量的10%-70%,优选20%-60%,更优选30%-60%。
在一些实施方案中,所述光催化剂-第二吸附剂组合为三氧化二镓(Ga2O3)-沸石。
在一些实施例中,所述光催化剂-第二吸附剂组合为Ga2O3-HiSivTM1000。
所述光催化剂-第二吸附剂组合可使吸收的一种或多种VOC例如甲醛、苯、甲苯等降解,并最终分解成二氧化碳和水。由于吸附的VOC被所述光催化剂-第二吸附剂组合持续地降解,复合材料表面上吸附的有机物质浓度不断降低,在多孔材料的内部和外部存在有机物质浓度差异,在多孔材料内部吸附的VOC会缓慢地释放到表面以发生降解,净化了环境,VOC的完全分解(高矿化率)意味着能够完全再生所述复合材料,从而使得能够长期使用。
根据本发明的第二方面,提供一种制备上述复合材料的方法,其特征在于,其包括以下步骤:
I)使所述第一吸附剂附着于所述多孔材料的孔中与外表面上;和
II)使所述光催化剂-第二吸附剂组合附着于所述多孔材料外表面上。
在一些实施方案中,通过如下方式使所述第一吸附剂附着于所述多孔材料的孔中与外表面上:
i)提供包含所述第一吸附剂、第一溶剂和第一无机粘合剂的第一浆料;
ii)将所述多孔材料浸渍于所述第一浆料中;
iii)将所述多孔材料与所述第一浆料分离;和
iv)去除所述第一溶剂。
所述第一溶剂为水或有机溶剂或其混合物,所述有机溶剂选自乙醇、甲醇、异丙醇、乙二醇、丁二醇、甘油、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、二甲亚砜和二甲基乙酰胺。
第一无机粘合剂优选为磷酸铝粘合剂。
在所述第一浆料中,第一吸附剂的浓度为14%-40%,以所述第一浆料的总重量计。
在所述第一浆料中,第一无机粘合剂的浓度为14%-40%,以所述第一浆料的总重量计。
在一些实施方案中,通过干燥去除所述第一溶剂。
所述干燥通过在60℃-150℃烘烤30-100分钟,例如在100℃下烘烤60分钟。
在这些实施方案中,优选第一吸附剂附着所述多孔材料的全部表面。
在一些实施方案中,通过如下方式使所述光催化剂-第二吸附剂组合附着于所述多孔材料外表面上:
i)提供包含所述光催化剂-第二吸附剂组合、第二溶剂和第二无机粘合剂的第二浆料;
ii)将所述第二浆料涂布到所述多孔材料外表面上;
iii)去除所述第二溶剂;和
iv)煅烧所述多孔材料以使得所述无机粘合剂固化。
所述第二溶剂为水或有机溶剂或其混合物,所述有机溶剂选自乙醇、甲醇、异丙醇、乙二醇、丁二醇、甘油、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、二甲亚砜和二甲基乙酰胺。
所述第二无机粘合剂优选为硅酸铝粘合剂。
在所述第二浆料中,所述光催化剂-第二吸附剂组合的浓度为30%-60%,以所述第二浆料的总重量计。
在所述第二浆料中,第二无机粘合剂的浓度为30%-60%,以所述第二浆料的总重量计。
所述涂布可采用毛刷、刮涂机、喷枪、喷涂机进行。
在一些实施方案中,通过干燥去除所述第二溶剂。
所述干燥通过在60℃-150℃烘烤10-60分钟,例如在100℃下烘烤20分钟来进行。
所述煅烧可在250℃-500℃的温度下进行,更优选在300℃-400℃的温度下进行2-8小时,以使得所述无机粘合剂(包括第一无机粘合剂(如有)和第二无机粘合剂)固化。
因此,根据本发明的第三方面,提供上述复合材料用于净化空气的用途。
例如可以通过使包含污染物的空气流过所述复合材料,从而污染物被吸附,并在光的照射下被光催化剂分解。
根据本发明的第四方面,提供一种空气净化装置,其包含上述复合材料。
所述空气净化设备包括上述复合材料和发射光的设备。例如,所述复合材料可以设置或涂覆在支撑部件上。包含污染物的空气可以流过所述复合材料。所述发射光的设备照射所述复合材料从而提供催化活性。发射光的设备可以是本领域中通常使用的紫外灯,例如发射紫外光(254nm)的紫外灯。
所述空气净化设备例如可以用于室内、交通工具例如飞机等等。
本申请中所述的“包含”和“包括”涵盖还包含或包括未明确提及的其它要素的情形以及由所提及的要素组成的情形。
除非另有说明,否则在说明书和权利要求书中使用的表达成分的量、反应条件等的所有数值被理解为在被术语“约”修饰。因此,除非有相反指示,否则在这里阐述的数值参数是能够根据需要获得的所需性能来变化的近似值。
除非另外限定,本文所使用的所有技术和科学术语具有本发明所属领域技术人员通常理解的相同意义。当本说明书中术语的定义与本发明所属领域技术人员通常理解的意义有矛盾时,以本文中所述的定义为准。
实施例
以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果作进一步说明,以使本领域技术人员能够充分地了解本发明的目的、特征和效果。应该理解一些实施例仅为示意性的,不构成对本发明范围的限定。
实施例1
制备光催化剂-第二吸附剂组合
将480g水合硝酸镓溶于2L乙醇中,然后加入80g HiSivTM 1000并在200rpm搅拌1小时,得到分散液A。将0.8L氨水(25wt.%~28wt.%)与1.2L水混合来得到溶液B。以20mL/min的速度将溶液B滴加到分散液A中直至pH值达到8.5。继续以200rpm搅拌混合物1小时。过滤混合物以分离白色固体,用500mL乙醇洗涤一次,用水洗涤直至没有氨气味。在150℃干燥得到的湿固体4小时以完全去除水。用粉碎机粉碎得到的干固体以提供粉末,然后在马弗炉中在600℃煅烧得到的粉末5小时,加热速度为2℃/分钟。煅烧结束后自然冷却,得到Ga2O3-HiSivTM 1000组合,备用。
通过EDS能谱仪测定,Ga2O3含量为53.7wt.%。通过Malvern Mastersizer 3000测定粒径分布,测定结果汇总于表1。
表1:HiSivTM 1000与Ga2O3-HiSivTM 1000组合的粒径分布
D10(μm) | D50(μm) | D90(μm) | |
HiSiv<sup>TM</sup>1000 | 1.37 | 3.70 | 11.7 |
Ga<sub>2</sub>O<sub>3</sub>-HiSiv<sup>TM</sup>1000组合 | 0.979 | 3.17 | 10.4 |
表1中的结果表明在负载光催化剂后,第二吸附剂的粒径分布未发生明显变化。
对HiSivTM1000和Ga2O3-HiSivTM1000组合的比表面积、孔径和孔体积进行了测量(BET),结果汇总于表2中。
表2:HiSivTM1000与Ga2O3-HiSivTM1000组合的比表面积、孔径和孔体积
SBET(m<sup>2</sup>/g) | 孔径(nm) | 孔体积(cm<sup>3</sup>/g) | |
HiSiv<sup>TM</sup>1000 | 598 | 0.75 | 0.2111 |
Ga<sub>2</sub>O<sub>3</sub>-HiSiv<sup>TM</sup>1000组合 | 308 | 0.75 | 0.1078 |
表2中的结果表明Ga2O3纳米颗粒未堵塞HiSivTM1000的孔,或者说Ga2O3纳米颗粒是生长在HiSivTM1000的表面上。通过TEM(透射电子显微镜,JEM2000EX)确定,Ga2O3-HiSivTM1000组合中Ga2O3颗粒的尺寸为5-10纳米,参见图1。
负载第一吸附剂
称量40g HiSivTM1000、40g磷酸铝粘合剂和180g水,放入高速搅拌器中混合,混合速度为3000rpm,混合时间为30秒至1分钟。混合均匀得到浆料。将浆料倒入容器中,将泡沫镍薄片(3mm厚度,孔隙率为95%,开孔率为98%,孔径为0.5-3mm)完全浸渍到浆料中,然后用400mm/min的速度将泡沫镍薄片从浆料中提拉出来。并将浸满浆料的泡沫镍片放入到100℃烘箱中烘烤60分钟。
通过称量泡沫镍薄片前后重量差,计算得到泡沫镍薄片中HiSivTM1000的负载量为100g/m2,以该多孔材料的总表面积计。
负载光催化剂-第二吸附剂组合
称量40g以上所制备的Ga2O3-HiSivTM1000、40g磷酸铝粘合剂和20g水,放入高速搅拌器中混合,混合速度为3000rpm,混合时间为30秒至1分钟。混合均匀得到浆料。将浆料均匀地喷涂到已负载有HiSivTM1000的泡沫镍薄片的表面,并将泡沫镍薄片放入到100℃烘箱中放置20分钟。通过称量泡沫镍薄片前后重量差,计算得到泡沫镍薄片中Ga2O3-HiSivTM1000的负载量为20g/m2,以该多孔材料的总表面积计。
最后将泡沫镍放置马弗炉中煅烧,煅烧的温度为350℃,时间为5小时。
吸附性能测试
取负载有20g/m2的Ga2O3-HiSivTM1000以及100g/m2的HiSivTM1000的泡沫镍样品(面积为5cm×10cm,厚度为3mm)。然后将该样品放置在500mL的石英反应器的中间。该反应器的上部平行设置有三个8w的紫外灯(254nm)。用人造空气(V(O2):V(N2)=1∶4)预处理该容器5分钟以除去气态杂质(包括CO2)。将一定浓度的甲苯气体注入该反应器中达到以体积计100ppm甲苯浓度(体积通过空白测试预先确定)。然后,将该反应器保持在黑暗中2小时来吸附甲苯,然后打开紫外灯。在测试过程中通过气相色谱(GC-2014,岛津)监控甲苯和CO2。测试条件为:湿度40~50%,温度10℃。在测试过程中通过气相色谱(GC-2014,岛津)监控甲苯和CO2的浓度变化。甲苯和CO2的浓度随时间的变化列于下表3中。
表3:甲苯和CO2的浓度随时间的变化
0min | 5min | 120min | 300min | 720min | |
甲苯 | 100ppm | 0ppm | 0ppm | 0ppm | 0ppm |
CO<sub>2</sub> | 1.7ppm | 1.7ppm | 2.6ppm | 26ppm | 75ppm |
表3的结果表明本发明的复合材料能够迅速吸附甲苯并能够将其分解。
实施例2-4
负载第一吸附剂
称量40g HiSivTM 1000和40g磷酸铝粘合剂和40-160g水,放入高速搅拌器中混合,混合速度为3000rpm,混合时间为30秒到1分钟。混合均匀得到浆料。由于水溶剂混合的重量不同,得到不同固含量的浆料,固体含量范围为17wt.%-33wt.%。将浆料倒入容器中,将泡沫镍薄片(3mm厚度,孔隙率为95%,开孔率为98%,孔径为0.5mm-3mm)完全浸渍到浆料中,然后用400mm/min的速度将泡沫镍薄片从浆料中提拉出来。并将浸满浆料的泡沫镍片放入到100℃烘箱中烘烤30分钟-60分钟。
通过称量泡沫镍薄片前后重量差,计算得到泡沫镍薄片中HiSivTM1000的负载量为200g/m2-500g/m2,以该多孔材料的总表面积计。各实施例中所用水量、固体含量与HiSivTM1000的负载量汇总于下表4中。
表4:实施例2-4中所用水量、固体含量与HiSivTM1000的负载量
负载光催化剂-第二吸附剂组合
称量40g实施例1中所制备的Ga2O3-HiSivTM1000、40g磷酸铝粘合剂和20g水,放入高速搅拌器中混合,混合速度为3000 rpm,混合时间为30秒至1分钟。混合均匀得到浆料。将浆料均匀地喷涂到泡沫镍的表面,并将泡沫镍片放入到100℃烘箱中放置10分钟。通过称量泡沫镍前后重量差,计算得到泡沫镍中Ga2O3-HiSivTM1000的负载量为20g/m2,以该多孔材料的总表面积计。
最后将泡沫镍放置马弗炉中煅烧,煅烧的温度为350℃,时间为5小时。
吸附性能测试
将0.78m2总表面积的负载HiSivTM1000和Ga2O3-HiSivTM1000的泡沫镍装载在如图2的模块中,并在30m3仓测试了甲苯的CARD(洁净空气输出比率)值,测试结果汇总于下表5中。
表5.不同HiSivTM1000负载量所对应的甲苯吸附性能
图3为所制备的复合材料对甲苯的吸附曲线。
从以上结果可以看出,本发明的复合材料能够迅速吸附甲苯。
以上采用甲苯表征了本发明的复合材料的吸附和分解能力,本领域技术人员能够理解本发明的复合材料也能够吸附甲醛、苯等并使之分解。
虽然已经展现和讨论了本发明的一些方面,但是本领域内的技术人员应该意识到,可以在不背离本发明原理和精神的条件下对上述方面进行改变,因此本发明的范围将由权利要求以及等同的内容所限定。
Claims (16)
1.一种复合材料,其特征在于,其包括:
作为载体的多孔材料;
附着于所述多孔材料的孔中与外表面上的第一吸附剂;和
附着于所述多孔材料外表面上的光催化剂-第二吸附剂组合。
2.根据权利要求1所述的复合材料,其特征在于,所述多孔材料的孔隙率为60%-98%,开孔率为至少90%,孔径为0.1-10mm。
3.根据权利要求1或2所述的复合材料,其特征在于,所述多孔材料选自镍泡沫、铝泡沫、聚合物泡沫、铝蜂窝体和陶瓷蜂窝体。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的复合材料,其特征在于,所述第一吸附剂的负载量为50g/m2-500g/m2,优选100g/m2-500g/m2,更优选300g/m2-350g/m2,以所述多孔材料的总表面积计。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的复合材料,其特征在于,所述第一吸附剂和所述第二吸附剂相互独立地选自沸石。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的复合材料,其特征在于,在所述光催化剂-第二吸附剂组合中,光催化剂存在于第二吸附剂表面上。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的复合材料,其特征在于,所述光催化剂可选自三氧化二镓、二氧化钛、氧化锌、氧化锡、氧化锆及其组合。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的复合材料,其特征在于,所述光催化剂-第二吸附剂组合三氧化二镓-沸石。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的复合材料,其特征在于,所述光催化剂-第二吸附剂组合的负载量为10g/m2-100g/m2,优选20g/m2-80g/m2,更优选20g/m2-60g/m2,以所述多孔材料的总表面积计。
10.一种制备根据权利要求1-9中任一项所述的复合材料的方法,其特征在于,其包括以下步骤:
I)使所述第一吸附剂附着于所述多孔材料的孔中与外表面上;和
II)使所述光催化剂-第二吸附剂组合附着于所述多孔材料外表面上。
11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,通过如下方式使所述第一吸附剂附着于所述多孔材料的孔中与外表面上:
i)提供包含所述第一吸附剂、第一溶剂和第一无机粘合剂的第一浆料;
ii)将所述多孔材料浸渍于所述第一浆料中;
iii)将所述多孔材料与所述第一浆料分离;和
iv)去除所述第一溶剂。
12.根据权利要求10或11所述的方法,其特征在于,通过如下方式将所述光催化剂-第二吸附剂组合附着于所述多孔材料外表面上:
i)提供包含所述光催化剂-第二吸附剂组合、第二溶剂和第二无机粘合剂的第二浆料;
ii)将所述第二浆料涂布到所述多孔材料外表面上;
iii)去除所述第二溶剂;和
iv)煅烧所述多孔材料以固化所述无机粘合剂。
13.根据权利要求11或12所述的方法,其特征在于,所述第一溶剂和/或第二溶剂为水或有机溶剂或其混合物,所述有机溶剂选自乙醇、甲醇、异丙醇、乙二醇、丁二醇、甘油、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、二甲亚砜和二甲基乙酰胺。
14.根据权利要求11或12所述的方法,其特征在于,所述第一无机粘合剂和/或第二无机粘合剂为磷酸铝粘合剂。
15.根据权利要求1-9中任一项所述的复合材料用于净化空气的用途。
16.一种空气净化装置,其包含根据权利要求1-9中任一项所述的复合材料。
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