气凝胶光催化材料制备及其对有机污染物降解关键技术与产业化

   发布时间: 2022-06-06    访问次数: 67

气凝胶光催化材料制备及其对有机污染物降解关键技术与产业化


奖项类别:中国石油和化学工业联合会科技进步奖三等奖


技术简介:

改项目在国家青年科学基金项目支持下,开发了固体废弃物分离提纯SiO2以及气凝胶复合化的关键技术,攻克了气凝胶制备水平低、复合化技术复杂和光催化混凝土降解效率低等问题,突破了制约气凝胶及其制品产业化的技术瓶颈。主要科技创新如下:

1)提出了从富硅固体废弃物中有效分离制备气凝胶前驱体的方法。针对我国目前如何从废弃物中分离提纯硅化合物,并通过网络形成剂和改性剂控制得到硅溶胶前驱体材料的问题,开发出‘三步法’分离硅铝铁及其杂质的步骤,制备出性能良好的纯化后单SiO2气凝胶,且SiO2的提取率达到98-99.5%,与现有报道相比,首次合成了具有典型纳米颗粒聚集多孔分层结构的高性能硅气凝胶材料,处于国际先进水平。针对我国农业秸秆废弃物问题,设计出酸洗-碱浸‘二步法’分离硅源及其杂质,经过提取处理后的SiO2提取率为98.5%,填补了国内外技术空白。

2)制备出一种光催化降解率高的新型硅钛复合气凝胶材料。针对硅钛复合气凝胶材料制备方法对胶体结构和光催化性能影响规律不明的问题,采用溶胶-凝胶“共前驱体”法及常压环境干燥技术制备出具有光催化降解/保温/轻质等多种功能的新型硅钛复合凝胶材料。对比常规污染物的降解率,新型硅钛复合气凝胶材料在360min内的降解率可达到99.1%,处于国际先进水平。

3)研发出一种新型功能梯度复合气凝胶混凝土材料。针对二元凝胶与水泥基材料的复合化技术问题,利用气凝胶层的憎水性,实现自动分层作用,制备出外层—气凝胶降解层和内层—水泥基强度层的新型功能梯度复合气凝胶混凝土材料,该材料导热率低、抗压强度高、污染物降解率高且耐火性能好,处于国际先进水平。


研发人员:朱平华