一種新型光觸媒空氣凈化劑及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種新型光觸媒空氣凈化劑，按重量份計(jì)算包括以下配方：納米二氧化鈦、顆粒活性炭、分散劑，其制備方法如下：1.按納米二氧化鈦、分散劑與水的質(zhì)量比1∶0.05～0.1∶10～15配制分散溶液，用10％的氫氧化鈉調(diào)PH值至7～8；2.將活性炭加入到步驟1所得的分散液中，在80～85℃水浴中浸泡24～30小時(shí)，過濾得不溶物；3.將步驟2所得的不溶物經(jīng)干燥后在280～310℃下通氮?dú)?～3小時(shí)，即得顆粒狀的空氣凈化劑。本發(fā)明制備空氣凈化劑原料易得、方法簡(jiǎn)單，適合規(guī)?；a(chǎn)。且該空氣凈化劑二氧化鈦負(fù)載量較高，去除甲醛、TVOC等有害氣體效果優(yōu)，使用方便，可用于室內(nèi)或車內(nèi)的空氣凈化。
【專利說明】一種新型光觸媒空氣凈化劑及制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及空氣凈化領(lǐng)域，是一種應(yīng)用于室內(nèi)或車內(nèi)的空氣凈化類產(chǎn)品。

【背景技術(shù)】
[0002]室內(nèi)和車內(nèi)是人們駐留時(shí)間最多的場(chǎng)所。但室內(nèi)、車內(nèi)的裝修材料和裝飾材料大多含有甲醛、苯系物等對(duì)人體有害的成份，嚴(yán)重污染空氣，危害人們的身心健康。因此，如何有效消除空氣污染物，提高生活環(huán)境的空氣質(zhì)量引起廣泛關(guān)注。
[0003]目前，利用納米二氧化鈦光觸媒催化降解甲醛和TVOC來凈化空氣的方法被廣泛應(yīng)用。該方法是在光的照射下，納米二氧化鈦光觸媒催化甲醛、苯系物等有毒污染物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，最終降解為二氧化碳和水，但二氧化鈦本身不發(fā)生變化。目前利用納米二氧化鈦光觸媒制成的空氣凈化產(chǎn)品主要有二氧化鈦溶膠、光觸媒凈化器、固體狀負(fù)載型光觸媒凈化劑等。
[0004]二氧化鈦溶膠一般由二氧化鈦前體通過化學(xué)反應(yīng)制備，或者以納米二氧化鈦為原料通過分散劑分散而制備。余振軍等(中國(guó)專利CN152662A)公開了一種二氧化鈦殺菌劑及其制備方法，并將制成的二氧化鈦溶膠噴涂于室內(nèi)家具、窗簾等物品表面來凈化空氣。但溶膠中納米二氧化鈦的含量有限，光催化性能較弱。另外使用時(shí)需要在物品表面噴涂成膜，影響物品的感官特性。
[0005]光觸媒凈化器是在凈化器內(nèi)部如在濾網(wǎng)、凈化芯體或內(nèi)壁上使用二氧化鈦涂層或負(fù)載二氧化鈦的新型材料，從而具備光催化降解有毒有害氣體的效果。如蓋麗、龔啟云(中國(guó)專利CN102363097A)在過濾網(wǎng)上設(shè)有光觸媒涂層，制成具有光催化效果的空氣凈化器。林萍華、郭超等(中國(guó)專利CN1803258A)將負(fù)載二氧化鈦的多孔陶瓷材料用于凈化芯體制成了光觸媒空氣凈化器。這類產(chǎn)品凈化效果比較好，一般用于較大型空氣凈化場(chǎng)所，但造價(jià)相對(duì)較高，并且受取電條件的限制，很難應(yīng)用于車內(nèi)空氣凈化。
[0006]固體狀負(fù)載型光觸媒凈化劑是將納米二氧化鈦負(fù)載在特定的材料上，形成具有光催化性能的固體顆粒，此類凈化劑的制備方法主要有粉體燒結(jié)法、溶膠-凝膠法、離子交換法等。如李堅(jiān)、馬東祝等(中國(guó)專利CN102500322A)將預(yù)處理的活性炭加入到TiCl3的鹽酸溶液中，通過水熱處理得到負(fù)載二氧化鈦的活性炭吸附劑。陳杭飛(中國(guó)專利CN101670282A)公開了一種負(fù)載型二氧化鈦的制備方法是將處理后的活性炭用水分散，再加入納米二氧化鈦反復(fù)多次浸泡后，將活性炭過濾、烘干、焙燒制得負(fù)載二氧化鈦的活性碳。但這些方法要么納米二氧化鈦負(fù)載率通常較低，光催化性能較弱；要么工藝復(fù)雜(如陳杭飛公開的方法需要反復(fù)多次浸泡)，難以工業(yè)化生產(chǎn)；要么焙燒溫度較高，能耗較大，存在一定的局限性。
[0007]本發(fā)明提供了一種新型光觸媒空氣凈化劑及其制備方法，旨在克服同類產(chǎn)品及制備方法的缺點(diǎn)，其原料易得、生產(chǎn)條件容易達(dá)到、生產(chǎn)成本較低，適合規(guī)?；a(chǎn)。并且二氧化鈦負(fù)載量較高，凈化效果顯著，適用于室內(nèi)或車內(nèi)空氣凈化。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種原料易得、工藝簡(jiǎn)單、凈化效果好的新型光觸媒空氣凈化劑及其制備方法，適用于室內(nèi)或車內(nèi)降解甲醛、TVOC等，達(dá)到理想的空氣凈化效果。
[0009]一種新型光觸媒空氣凈化劑的制備方法，包括下述步驟:
[0010]1、按納米二氧化鈦、分散劑與水的質(zhì)量比1: 0.05?0.1: 10?15配制納米二氧化鈦在水中的分散溶液，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)10 %的氫氧化鈉水溶液調(diào)節(jié)分散溶液的PH值至7?8。
[0011]2、將20?30目的顆粒活性炭加入到步驟I所得的分散液中，在80?85°C水浴中浸泡24?30小時(shí)，過濾得不溶物。
[0012]3、將步驟2所得的不溶物經(jīng)干燥后在280?310°C下通氮?dú)??3小時(shí)，即得顆粒狀的新型光觸媒空氣凈化劑。

【具體實(shí)施方式】
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[0013]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案等更加清楚明白，結(jié)合以下實(shí)例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0014]實(shí)施例1:新型光觸媒空氣凈化劑的制備實(shí)例
[0015]1、配制納米二氧化鈦在水中的分散溶液。稱取納米二氧化鈦(5?10納米)200克、分散劑12克加入到2400克水中,用質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的氫氧化鈉水溶液調(diào)節(jié)分散溶液的PH值至7。納米二氧化鈦、分散劑、水的質(zhì)量比為1: 0.06: 12。
[0016]2、將20?30目的顆?；钚蕴?00克加入到步驟I所得的分散液中，在85°C水浴中浸泡30小時(shí)，過濾得不溶物。
[0017]3、將步驟2所得的不溶物在85°C干燥2小時(shí)，然后在300°C下通氮?dú)?小時(shí)，即得顆粒狀的新型光觸媒空氣凈化劑482克。
[0018]實(shí)施例2:新型光觸媒空氣凈化劑二氧化鈦負(fù)載率、光催化活性及穩(wěn)定性測(cè)試
[0019]1、稱取實(shí)施例1制備的空氣凈化劑I克加入到2克過硫酸銨與100毫升硫酸混合液中，加熱微沸至溶解其中的二氧化鈦，過濾收集濾液，待冷卻后將濾液移入I升容量瓶用蒸餾水定容。取定容液2毫升加到25毫升容量瓶中，然后依次加入I毫升硫酸、I毫升磷酸、I毫升3%過氧化氫，用水稀釋至刻度、搖勻。15分鐘后在波長(zhǎng)410納米處用分光光度計(jì)測(cè)定溶液吸光值，計(jì)算二氧化鈦的含量。測(cè)得新型光觸媒空氣凈化劑的二氧化鈦負(fù)載率為18.6%。
[0020]2、在太陽(yáng)光的作用下，以甲基橙溶液的脫色率評(píng)價(jià)催化劑的光催化活性。實(shí)驗(yàn)方法為:稱取實(shí)施例1中制備的新型光觸媒空氣凈化劑50克加入到500毫升初始濃度為10毫克/升的甲基橙溶液中，然后放置于太陽(yáng)光下(太陽(yáng)光平均光照強(qiáng)度為15.96瓦/平方米)并不斷攪拌，測(cè)得5小時(shí)后甲基橙溶液色度可去除93%。
[0021]3、稱取實(shí)施例1制備的空氣凈化劑100克，分別用質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%的硫酸和質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的氫氧化鈉水溶液沖洗8?10次。然后按照實(shí)施例2步驟I的方法測(cè)定沖洗過的空氣凈化劑中納米二氧化鈦的含量，酸堿沖洗后空氣凈化劑的二氧化鈦負(fù)載率為17.4%,按照實(shí)施例2中步驟2的方法測(cè)定沖洗過后空氣凈化劑的光催化性能，測(cè)得5小時(shí)后甲基橙溶液色度可去除92%。
[0022]由以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明，本方法制備的新型光觸媒空氣凈化劑不僅穩(wěn)定性高，并且具有很強(qiáng)的光催化性能。
[0023]實(shí)施例3:新型光觸媒空氣凈化劑降解甲醛、TVOC測(cè)試
[0024]按照《室內(nèi)空氣凈化產(chǎn)品凈化效果測(cè)定方法》QBT2761-2006的方法來測(cè)定實(shí)施例1制備所得空氣凈化劑降解甲醛和TVOC的效果。(I)首先按照QBT2761-2006要求配制甲醛、TVOC污染物。(2)將未經(jīng)處理的基紙置于空白試驗(yàn)艙A中，然后稱取實(shí)施例1制備所得的空氣凈化劑100克平鋪于I平方米的基紙上，放在樣品試驗(yàn)艙B內(nèi)。(3)將裝有配好污染物的容器分別放在空白試驗(yàn)艙A、樣品試驗(yàn)艙B中，立即關(guān)閉艙門，然后開啟兩試驗(yàn)艙的電風(fēng)扇，攪拌I分鐘，使艙內(nèi)空氣與污染物混合均勻后，同時(shí)關(guān)閉風(fēng)扇。對(duì)空白艙內(nèi)的空氣進(jìn)行采樣，測(cè)得的空白試驗(yàn)艙A內(nèi)空氣污染物濃度值即為初始濃度。(4)24小時(shí)后分別對(duì)兩艙內(nèi)空氣進(jìn)行采樣，分析測(cè)試兩艙內(nèi)空氣污染物濃度。(5)污染物甲醛的檢測(cè)方法按《居住區(qū)大氣中甲醛衛(wèi)生檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)方法——分光光度法》GBT16129-1995中規(guī)定的方法檢測(cè)，污染物TVOC按照《室內(nèi)空氣質(zhì)量》GB/T1883-2002中的方法進(jìn)行檢測(cè)。結(jié)果顯示該新型光觸媒空氣凈化劑在24小時(shí)內(nèi)降解甲醛99.1 %，降解TV0C96.4 %，凈化空氣的效果非常明顯。
【權(quán)利要求】
1.一種新型光觸媒空氣凈化劑的特征在于其制備方法，包括下述步驟: (1)按納米二氧化鈦、分散劑與水的質(zhì)量比1: 0.05?0.1: 10?15配制納米二氧化鈦在水中的分散溶液，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的氫氧化鈉水溶液調(diào)節(jié)分散溶液的PH值至7?8。 (2)將20?30目的顆?；钚蕴考尤氲讲襟E(I)所得的分散液中，在80?85°C水浴中浸泡24?30小時(shí)，過濾得不溶物。 (3)將步驟(2)所得的不溶物經(jīng)干燥后在280?310°C下通氮?dú)??3小時(shí)，即得顆粒狀的空氣凈化劑。
2.如權(quán)利要求1中所述的新型光觸空氣凈化劑，其特征在于步驟(I)中的二氧化鈦分散液，其中二氧化鈦、分散劑與水質(zhì)量比為:1: 0.05?0.1: 10?15，PH值為7?8。
3.如權(quán)利要求1所述的新型光觸媒空氣凈化劑，其特征在于，步驟(2)中所述浸泡溫度80?85°C，浸泡時(shí)間24?30小時(shí)。
4.如權(quán)利要求1中所述的新型光觸媒空氣凈化劑，其特征在于，步驟(3)中所述不溶物經(jīng)干燥后，在280?310°C下通氮?dú)??3小時(shí)。
5.如權(quán)利要求1所述的新型光觸媒空氣凈化劑，其特征在于步驟(I)中的分散劑為聚丙烯酸類、聚羧酸類、六偏磷酸鈉中的一種或幾種，且不局限于上述列舉的幾類，凡可起到分散二氧化鈦效果的分散劑，均在權(quán)力要求之內(nèi)。
6.如權(quán)利要求1所述的新型光觸媒空氣凈化劑，其特征在于用途為室內(nèi)或車內(nèi)空氣凈化。
【文檔編號(hào)】B01D53/72GK104147924SQ201410401174
【公開日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月15日
【發(fā)明者】李俊卿, 趙彥斌, 張?jiān)? 申請(qǐng)人:鄭州綠葉堂本草科技有限公司