本發(fā)明涉及光催化，更具體地，涉及一種石膏/硅凝膠復(fù)合光催化顆粒的制備方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、近年來，隨著經(jīng)濟和社會的逐步發(fā)展，國家建筑業(yè)持續(xù)發(fā)展，市場對國家工業(yè)和制造業(yè)快速發(fā)展，但生活中的大氣污染逐漸受到人們的關(guān)注。因此優(yōu)質(zhì)的光催化產(chǎn)品不可或缺。市場上光催化凈化技術(shù)在涂料、壁紙、燈具等傳統(tǒng)裝飾裝修材料領(lǐng)域進行了結(jié)合，發(fā)展了一些新型凈化功能材料，但由于制備工藝的復(fù)雜、載體成本昂貴導(dǎo)致其價格較高。因此制備降解效率高、價格價廉、符合市場走向的光催化劑產(chǎn)品成為必然。石膏作為一種用途廣泛的工業(yè)材料和建筑材料。儲量巨大，廣泛用于水泥緩凝劑、建筑制品、模型制作、醫(yī)用食品添加劑、填料等。但由于建筑行業(yè)的逐步?jīng)]落，石膏的產(chǎn)量逐步下降，應(yīng)用領(lǐng)域進一步縮減。因此，增加石膏的應(yīng)用領(lǐng)域具有十分重大的意義。

2、石膏水化后具有一定硬度，微觀下硬化后的石膏多為纖維狀堆積，具有較多氣孔。石膏在水化后具有一定硬度、具纖維狀的性質(zhì)使得將其作為載體制備光催化材料成為可能。例如，專利zl201910410735.4公開了一種具有吸附、光催化劑性能的石膏板及其制備方法和應(yīng)用，該材料的性能主要來源于原料中的二氧化鈦，但催化效率不夠高；田雨(北京化工大學(xué))以石膏為載體制備了鋅負載光催化劑，可在可見光照6小時內(nèi)降解90％的亞甲基藍，但制備過程復(fù)雜。

3、硅溶膠是納米二氧化硅的水溶液，經(jīng)過脫水干燥后可形成無色透明、具有一定強度、豐富孔道結(jié)構(gòu)的硅凝膠。因此，為了進一步拓寬石膏的應(yīng)用領(lǐng)域，制備成本低、工藝簡單、光催化效率高的石膏/硅凝膠復(fù)合光催化產(chǎn)品具有重要意義。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)缺陷和不足問題，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案，一種石膏硅凝膠復(fù)合光催化顆粒的制備方法及其應(yīng)用，可以低成本的制備出降解效率為90％以上的光催化顆粒，具有性能優(yōu)異，生產(chǎn)成本低等特點，進而提高石膏的應(yīng)用價值。

2、本發(fā)明一方面提供一種石膏硅凝膠復(fù)合光催化顆粒的制備方法，包括：

3、s1，通過造粒機，基于石膏粉末和水進行造粒從而得到石膏顆粒；

4、s2，將所述石膏顆粒進行篩分和干燥；

5、s3，制備二氧化鈦光催化漿料；

6、s4，制備含硅溶膠的二氧化鈦光催化漿料；

7、s5，制備石膏硅凝膠復(fù)合光催化顆粒。

8、優(yōu)選的，所述s1包括：

9、s11，將石膏粉末置于造粒機中；

10、s12，向所述石膏粉末中加一定量的水形成第一混合物；

11、s13，基于所述第一混合物進行造粒從而得到石膏顆粒。

12、優(yōu)選的，所述石膏粉末和所述水的質(zhì)量比為石膏粉末：水＝100：(10～20)；所述造粒機的轉(zhuǎn)速為60r/min～120r/min，造粒溫度為15℃～35℃；進行所述造粒后得到的所述石膏顆粒的尺寸為φ0.5mm～6mm。

13、優(yōu)選的，所述s2包括：

14、s21，將所述石膏顆粒置于篩網(wǎng)中進行篩分，得到符合粒度的石膏顆粒；

15、s22，將所述符合粒度的石膏顆粒置于烘箱中進行干燥。

16、優(yōu)選的，所述篩網(wǎng)的大小為4目～16目，符合粒度的石膏基顆粒粒徑為φ1mm～5mm，所述干燥的溫度為70℃～105℃，干燥時長為3h～12h。

17、優(yōu)選的，所述s3包括：

18、s31，將二氧化鈦光催化劑和水混合獲得第一混合物；所述第一混合物中的物料配比為二氧化鈦光催化劑：水的質(zhì)量比＝(10～30)：100；

19、s32，攪拌所述第一混合物得到二氧化鈦光催化漿料。

20、優(yōu)選的，所述攪拌所述第一混合物的攪拌轉(zhuǎn)速為

21、300r/min～1000r/min，所述攪拌所述第一混合物的攪拌時長為1min～5min，所述攪拌所述第一混合物的攪拌溫度為15℃～35℃。

22、優(yōu)選的，所述s4包括：

23、s41，將所述二氧化鈦光催化漿料和硅溶膠進行混合獲得第二混合物；所述硅溶膠的濃度為30％～50％；所述第二混合物中的物料配比為二氧化鈦光催化漿料：

24、硅溶膠的質(zhì)量比＝(10～100)：100；

25、s42，攪拌所述第二混合物得到含硅溶膠的二氧化鈦光催化漿料。優(yōu)選的，所述攪拌所述第二混合物的攪拌轉(zhuǎn)速為

26、100r/min～300r/min，所述攪拌所述第二混合物的攪拌時間為1min～3min；所述攪拌所述第二混合物的攪拌溫度15℃～35℃。

27、優(yōu)選的，所述s5包括：

28、s51，將進行篩分和干燥后的所述石膏顆粒置于40目篩網(wǎng)；

29、s52，用所述含硅溶膠的二氧化鈦光催化漿料噴淋所述石膏顆粒，得到石膏硅溶膠復(fù)合光催化顆粒；

30、s53，將得到的石膏硅溶膠復(fù)合光催化顆粒放置烘箱中烘干，烘干后即可得到粒徑為1.7mm～4.2mm的石膏硅凝膠復(fù)合光催化顆粒。

31、優(yōu)選的，噴淋的速率為1s/次～20s/次，噴淋的時長為1min～20min，噴淋的溫度為15℃～35℃；烘干的溫度為50℃～80℃，烘干的時長為2h～12h。

32、本發(fā)明的第二方面在于提供第一方面的石膏硅凝膠復(fù)合光催化顆粒的制備方法在光催化反應(yīng)中的應(yīng)用。

33、本發(fā)明的有益效果：

34、(1)創(chuàng)新性地利用石膏的水化變硬、微觀纖維結(jié)構(gòu)性質(zhì)，得到具有一定強度的石膏顆粒，再在表面負載含硅溶膠的二氧化鈦光催化漿料，其中，硅溶膠起到加強力學(xué)性能和豐富表面孔道結(jié)構(gòu)的作用，進而制備出一種石膏/硅凝膠復(fù)合光催化顆粒，該顆粒具有力學(xué)性能優(yōu)異、降解效率高的優(yōu)點，同時具備工藝簡單、成本低廉、易于產(chǎn)業(yè)化的優(yōu)點。

35、(2)本制備方法工藝流程簡單，通過造粒制備的光催化顆粒性能優(yōu)異，生產(chǎn)成本低。

技術(shù)特征：

1.一種石膏硅凝膠復(fù)合光催化顆粒的制備方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石膏硅凝膠復(fù)合光催化顆粒的制備方法，其特征在于，所述s1包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種石膏硅凝膠復(fù)合光催化顆粒的制備方法，其特征在于，所述石膏粉末和所述水的質(zhì)量比為石膏粉末：水＝100：(10～20)；所述造粒機的轉(zhuǎn)速為60r/min～120r/min，造粒溫度為15℃～35℃；進行所述造粒后得到的所述石膏顆粒的尺寸為φ0.5mm～6mm。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種石膏硅凝膠復(fù)合光催化顆粒的制備方法，其特征在于，所述s2包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種石膏硅凝膠復(fù)合光催化顆粒的制備方法，其特征在于，所述篩網(wǎng)的大小為4目～16目，符合粒度的石膏基顆粒粒徑為φ1mm～5mm，所述干燥的溫度為70℃～105℃，干燥時長為3h～12h。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種石膏硅凝膠復(fù)合光催化顆粒的制備方法，其特征在于，所述s3包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種石膏硅凝膠復(fù)合光催化顆粒的制備方法，其特征在于，所述攪拌所述第一混合物的攪拌轉(zhuǎn)速為300r/min～1000r/min，所述攪拌所述第一混合物的攪拌時長為1min～5min，所述攪拌所述第一混合物的攪拌溫度為15℃～35℃。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種石膏硅凝膠復(fù)合光催化顆粒的制備方法，其特征在于，所述s4包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種石膏硅凝膠復(fù)合光催化顆粒的制備方法，其特征在于，所述攪拌所述第二混合物的攪拌轉(zhuǎn)速為100r/min～300r/min，所述攪拌所述第二混合物的攪拌時間為1min～3min；所述攪拌所述第二混合物的攪拌溫度15℃～35℃。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種石膏硅凝膠復(fù)合光催化顆粒的制備方法，其特征在于，所述s5包括：

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種石膏硅凝膠復(fù)合光催化顆粒的制備方法，其特征在于，噴淋的速率為1s/次～20s/次，噴淋的時長為1min～20min，噴淋的溫度為15℃～35℃；烘干的溫度為50℃～80℃，烘干的時長為2h～12h。

12.一種權(quán)利要求1-11任一所述的石膏硅凝膠復(fù)合光催化顆粒的制備方法在光催化反應(yīng)中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種石膏硅凝膠復(fù)合光催化顆粒的制備方法，可以低成本的制備出降解效率為90％以上的光催化顆粒，具有性能優(yōu)異，生產(chǎn)成本低等特點，進而提高石膏的應(yīng)用價值，包括：S1，通過造粒機，基于石膏粉末和水進行造粒從而得到石膏顆粒；S2，將所述石膏顆粒進行篩分和干燥；S3，制備二氧化鈦光催化漿料；S4，制備含硅溶膠的二氧化鈦光催化漿料；S5，制備石膏硅凝膠復(fù)合光催化顆粒。還公開了石膏硅凝膠復(fù)合光催化顆粒的制備方法在光催化反應(yīng)中的應(yīng)用。

技術(shù)研發(fā)人員：杜高翔,徐溪,帥歡,趙文浩,劉莉,馮文祥
受保護的技術(shù)使用者：北京依依星科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6