一种家用电烤箱油污催化自清洁材料的开发及应用
阅读说明：本技术 一种家用电烤箱油污催化自清洁材料的开发及应用 (Development and application of household electric oven oil stain catalysis self-cleaning material ) 是由 张传辉 张洪量 王烁铭 杜传顺 侯苏杭 于 2021-07-28 设计创作，主要内容包括：本发明属于催化材料的制备领域,具体涉及一种烤箱油污催化自清洁材料的开发及应用。该催化自清洁涂层材料的制备方法,包括以下步骤：将硝酸锰、硝酸钴、硝酸镧、硝酸铈溶解于30mL去离子水,室温下搅拌2h形成澄清的溶液；往上述溶液中加入γ型氧化铝、二氧化钛(P25),继续搅拌4h,形成均匀的浆料；将上述浆料加入球磨釜,在高速球磨机上球磨12h；将球磨后的粘稠浆料均匀喷在金属铁板上,置于80℃烘箱干燥12h,然后放在500℃马弗炉焙烧4h,即得到该催化氧化涂层。本涂层置于家用烤箱内部,家用烤箱使用过程中挥发出来的油污吸附在涂层表面会及时被涂层表面的活性组分氧化分解,从而有效地去除了油污分子,保持烤箱内部的清洁度,实现了烤箱自清洁功能。(The invention belongs to the field of preparation of catalytic materials, and particularly relates to development and application of an oven oil stain catalytic self-cleaning material. The preparation method of the catalytic self-cleaning coating material comprises the following steps: dissolving manganese nitrate, cobalt nitrate, lanthanum nitrate and cerium nitrate in 30mL of deionized water, and stirring for 2 hours at room temperature to form a clear solution; adding gamma-type alumina and titanium dioxide (P25) into the solution, and continuously stirring for 4 hours to form uniform slurry; adding the slurry into a ball milling kettle, and carrying out ball milling for 12h on a high-speed ball mill; and uniformly spraying the thick slurry subjected to ball milling on a metal iron plate, drying in an oven at 80 ℃ for 12h, and then roasting in a muffle furnace at 500 ℃ for 4h to obtain the catalytic oxidation coating. The coating is arranged inside a household oven, and oil stain volatilized in the use process of the household oven is adsorbed on the surface of the coating and is oxidized and decomposed by active components on the surface of the coating in time, so that oil stain molecules are effectively removed, the cleanness inside the oven is kept, and the self-cleaning function of the oven is realized.)
技术领域
本发明属于催化材料的制备领域，具体涉及一种可用于家用电烤箱油污催化分解的涂层材料及其制备方法。
背景技术
近年来电烤箱市场需求旺盛，然而居民日常装备和使用的大多为国产中低档烤箱，在使用过程中烘烤油烟往往只能借助厨房油烟机排出室外，长期使用各种油渍更是粘结在烤箱内壁，给烤箱卫生清理维护工作带来了诸多困扰。随着智能环保家用设备的兴起，具备自动清洁功能的电烤箱已经走入居民的日常生活，然而目前市面上具备此功能的高端电烤箱仍主要由德国西门子、博世、日本松下等外资品牌所垄断，价格极其昂贵无法被广大居民所接受。例如在京东商城上标价上万元的西门子嵌入式蒸烤箱，因其配置了高温自分解涂层，因此烹饪过程中产生的油渍可以得到有效清除。国内家电龙头海尔集团也已经开发上市了具备自动清洁功能的电烤箱，原理在于高温条件下内腔多孔搪瓷层吸附的油污被分解成碳质，再经轻轻擦拭即可使烤箱内部亮洁如新；然而该烤箱自清洁时温度高达450℃,电能损耗以及高温安全问题仍制约了其广泛应用。除此之外，已有相关人员报道基于紫外耦合光催化技术用于净化烤箱油烟的技术方案也在研究中。高能紫外油烟净化技术在工业废气处理及商用厨房油烟净化等领域已经有了较成熟的应用，但是在空间小、油烟流道距离短的环境下，传统的紫外油烟净化技术在空间和油烟净化效率上都有一定的局限性。尽管光催化技术在挥发性有机物降解领域具有实际应用，然而高能紫外灯是该技术不可或缺的要素。在电烤箱相对狭窄的空间配置紫外灯使得该技术方案难以操作，同时光催化对于油污分子的降解效率仍是一大疑问。综上来看，真正具备油污高效自清洁功能的电烤箱产品在国内品牌产品中仍属于空白。
本发明针对家用电烤箱使用中存在的油烟污染和清洁难等痛点问题，利用金属氧化物优异的氧化还原性能及其高效催化净化挥发性有机物的机理，开发出一种新型催化氧化涂层材料用于烤箱油污分解，这种材料经高温烧结成型后仍具备较高的比表面积和孔隙率，有助于油污分子的表面吸附和扩散，较高的烧结强度可避免涂层脱落造成食物的污染，同时对油污表现出高效的催化降解效率，实现了电烤箱真正的自清洁功能。