[发明专利]一种具有光催化性能的多孔电气石板的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多孔电气石板的制备方法，具体涉及一种具有光催化性能的多孔电气石板的制备方法。

背景技术

随着生活水平的不断提高，人们对生活环境的舒适性和卫生条件的要求越来越高，然而社会工业化的发展，环境污染也逐渐加剧。主要表现在室外和室内两个方面。室外主要是发电厂，化工厂，造纸厂等工业企业和汽车尾气造成的对水资源，空气资源和土壤资源的污染。室内则主要是房间装修，家具和城市高密度的人口所造成的局部小环境污染，为了解决这一问题，研制与开发具有高光催化性和负离子释放材料治理污染，提高人们的生活质量具有十分重要的现实意义。

中国专利：200410006971.3公布了一种表面包覆有微介孔二氧化硅的电气石与二氧化钛颗粒的复合体及其制法和用途，是由纳米或亚微米电气石、二氧化钛、银盐制成，具有健康功能材料的抗菌、辐射红外线、释放负离子等优点，可作为在涂料、纺织品、陶瓷、橡胶、塑料、纸或化纤中的健康材料使用。

中国专利：200510016260.9公布了一种含稀土的电气石/二氧化钛复合溶胶及其制备方法与用途，是由钛盐、无水乙醇、有机酸、无机酸、去离子水、电气石、稀土金属等制成，该溶胶不论是否有紫外线照射，都能产生大量的羟基自由基，具有优良的抗菌、净化空气效果。

中国专利：02156763.8”公布了一种电气石粉体的表面TiO₂包覆改性增白方法，将电气石粉体加水制成浆，加酸调节pH至1.5～3.5，然后加入钛盐溶液和助剂，用碱溶液调节pH使钛盐水解并在电气石粉体表面进行沉淀反应，最后将沉淀反应产物进行过滤、洗涤、干燥和焙烧，本方法可显著提高电气石粉体的白度，同时增强电气石粉体的遮盖力和抗菌性能。

中国专利：200610108827公布了一种具有负离子释放功能的光催化粉体及其制备方法，是将带有掺杂元素的纳米二氧化钛包覆于微米极性矿物材料电气石颗粒，该光催化粉体具有释放负离子的功能，而且可以在紫外、可见光和微辐射条件下都具有较好的光催化效果的空气净化粉体材料。

中国专利：03137751.3公布了一种用于空气净化的负离子发生材料及其特殊的加工制备工艺。该材料是以高品质的电气石为主原料，同时添加多种功能材料如纳米二氧化钛、纳米组装无机抗菌剂和纳米除味剂、氧化铝、钛白粉、特种粘土等多种无机材料等支撑。其可祛除甲醛、氨、苯类等有毒、有害气体，对室内的人类活动形成的生物型污染如各类细菌具有显著的杀灭作用，同时对人体的体质有明显的增强作用。

TiO₂是一种N型半导体材料，具有高活性，高热稳定性，强抗光氧化性，价格便宜等特性而成为最受重视的一种光催化剂，近期TiO₂薄膜的光催化特性在化学、生物等领域，如污水处理、空气净化、抗菌、自清洁等被广泛的应用。TiO₂若受到能量大于其禁带宽度Eg＝3.2ev的太阳光或荧光灯的照射，价带上的电子(e^-)就会被激发到导带，在价带上产生相应的空穴(h⁺)，带负电的电子和带正电的空穴与吸附在半导体表面的H₂O、O₂发生反应，生成活性基团如·O₂，·OH等，它们有强大的氧化分解能力，从而具有较高的光催化性能。

目前大规模使用的光催化剂为TiO₂的悬浮体系，但这种体系易失活、分离困难、易造成二次污染、易凝聚、气阻大和不适合流动体系等缺点，从而严重地限制了光催化技术在废水及废气处理方面的应用和发展。

而电气石(Tourmaline)是一种由Si、Al、Na、Ca、Mg、B和Fe等元素组成的含水、氟等元素的环状硅酸盐矿物。天然矿物电气石具有电自极化性能，极化能量来自温度变化，且在无源条件下可产生负离子，对血液有净化功能，对细胞有复活作用，有自律神经的作用，可以增加人体的抵抗力；催化分解甲醛等有害有机分子，促进空气中悬浮物的沉降，从而能净化空气，在环保领域具有十分广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种将纳米TiO₂固定在多孔电气石基板上，利用电气石的天然电场、辐射的红外线和多孔基板对TiO₂的高效附着性能进行光催化反应，能够显著提高TiO₂的光催化反应效率的具有光催化性能的多孔电气石板的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

1)多孔电气石板的制备：