[发明专利]羟基磷灰石层包裹的光催化纳米二氧化钛粉末及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种可应用于环境净化的光催化粉末及其生产方法，该粉末可用于去除臭气，去除空气中有害物质或污染物，特别是如苯，甲醛等小分子物质，且对较大的染料分子没有破坏作用；该粉末同时应用于排水或水质净化，去除水中的有害物质，特定消除某些有害细菌。通过各种物理手段,（如捏合或埋置或混合）该粉末特别适合掺合到有机纤维或塑料内，该粉末更适合添加到涂料内，尤其是除醛涂料的开发及应用。

背景技术

室内空气污染已经成为世界各国广泛关注的环境问题,室内主要污染物有硫化物、氮氧化物、甲醛和苯等挥发性有机物。为了更好地生存，人们对其生活的空气质量提出了更高的要求，更多净化有毒气体的方法也受到各方面的关注。由于传统的净化方法如过滤吸附等只是将污染物转移，不能从根本上消除污染，因此开展净化空气技术的研究具有战略意义。纳米光催化技术被认为是最有希望的室内空气污染控制技术。

纳米光催化技术一般采用TiO₂光催化剂去除污染物。TiO₂光催化剂是一种在光的照射下，自身不起变化，却可以促进化学反应的物质。具体的工作原理是TiO₂纳米粒子在一定的波长的光线照射下，受激发生成空穴电子对，空穴分解催化剂表面吸附的水，产生氢氧自由基，电子使得周围的氧还原成活性离子氧，从而具备极强的氧化-还原作用，将光催化剂表面的各种污染物破坏，光催化可以在常温下将空气中的有机污染物氧化成无毒无害的物质，而且不会产生二次污染，对环境和人体健康没有影响。该方法与微生物的生物处理方法相比，不受各种反应条件如温度、pH、气压等的限制，更能去除生物法很难分解的物质如含有机卤素的化合物或有机磷化物。

采用TiO₂光催化剂去除污染物，处理或是使用中存在许多困难，如用过的光催化剂很难回收；如光催化二氧化钛在涂料中的应用主要是在外墙做涂一TiO₂胶层，作用单一，用途较窄。尤其是构成涂料的乳液有高分子化合物聚乙烯乙酯、丙烯酸酯、丙苯乳液等，TiO₂对这些乳液有很强的光催化降解效果，从而对涂料的成膜物质具有破坏作用，导致涂料快速降解，粉化；这个问题同时存在于二氧化钛捏合进纤维或塑料中，在强光催化作用下二氧化钛对纤维或塑料本身的老化。因此研究制备新型纳米TiO₂光催化添加粉末，隔绝光催化组分对树脂的破坏作用是一个必须解决的问题。

羟基磷灰石(HAP)等磷灰石族矿物由于具有特殊的孔状结构和表面化学性质,因而具有良好的离子吸附性和交换性,对重金属离子，小分子气体具有很好的吸附固定作用,是一种新型的环境功能矿物材料。

中国专利文献CN-1286649A（用于环境净化的光催化粉末、含有所述粉末的聚合物组合物及其定型制品和生产方法）中提出了一种包裹二氧化钛的颗粒的光催化粉末的制备方法。但是这种光催化粉末对甲醛等小分子和甲基橙染色剂等较大分子未有降解的区别。有机染色剂广泛应用涂料，有机纤维或塑料等工业中，因此我们对包裹型光催化粉末的微孔大小进行控制，选择性的降解有机有害物质，提高了光催化粉末的应用范围及实用性。

发明内容

考虑到常规生产光催化粉末的各种问题，本发明的目的之一在于提供一种应用于环境净化的孔径可控的羟基磷灰石层包裹的光催化纳米二氧化钛粉末，该粉末可用于去除臭气，去除空气中有害物质或污染物，特别是如苯，甲醛等小分子物质，且对大分子染料如甲基橙等没有破坏作用；该粉末同时应用于排水或水质净化，去除水中的有害物质，特定消除某些小分子有害细菌。通过各种物理手段，（如捏合或埋置或混合等）该粉末特别适合掺合到有机纤维或塑料内，该粉末更适合添加到涂料内，尤其是除醛涂料的开发应用。

本发明的目的之二在于提供一种应用于环境净化的孔径可控的羟基磷灰石层包裹的光催化纳米二氧化钛粉末的生产方法。

本发明的目的之三在于提供一种其中混合有这种环境净化的光催化粉末的有机组合物。

本发明的目的之四在于提供一种其中混有这种环境净化的光催化粉末的有机组合物中聚合物定型制品，该定型制品可采用各种有机染色剂。

本发明的目的之五在于提供一种其中混有这种环境净化的光催化粉末的涂料，该涂料可以是含有所有种类乳液的涂料，所有颜色的涂料，不限于白色涂料。

所述混有这种环境净化的光催化粉末的涂料，可以除甲醛，去除苯类等有害物质，并具有去除臭味效果、该涂料具有吸收紫外线的效果。