[发明专利]一种在可见光照射下降解甲醛的银钛复合薄膜负载的木材基材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及可见光光催化降解甲醛的木材基材料及其制备方法。

背景技术

甲醛是室内环境的重要污染物之一。研究表明甲醛可以通过吸附剂或是催化剂进行降解，如：活性炭、二氧化钛、氧化锌等，然而，单一的催化剂的禁带宽度较宽，仅能吸收波长小于400nm的紫外光，因此为扩大催化剂对光的吸收范围，提高催化剂的催化效率，采用银等金属元素与二氧化钛进行复合，减少电子和空穴的复合，从而提高光催化降解甲醛的效率。此外，一些粉体或颗粒状的催化剂存在着回收困难的问题，阻碍净化环境技术的发展。而木材作为一种天然的有机材料，可作为二氧化钛、银等微纳米粒子的良好载体。同时在木制产品(如：地板、木质家具等)的生产过程中，木材内组分与脲醛树脂发生反应会产生甲醛，同时在使用过程中会持续产生甲醛，造成室内甲醛含量增加。

综上所述，现有单一催化剂光催化降解甲醛的方法存在吸收光波长范围小、催化效率低、回收困难，且不能从根本上解决一部分甲醛释放的问题。

发明内容

本发明要解决现有单一催化剂光催化降解甲醛的方法存在吸收光波长范围小、催化效率低、回收困难，且不能从根本上解决一部分甲醛释放的问题，而提供一种在可见光照射下降解甲醛的银钛复合薄膜负载的木材基材料及其制备方法。

一种在可见光照射下降解甲醛的银钛复合薄膜负载的木材基材料，在可见光照射下降解甲醛的银钛复合薄膜负载的木材基材料在波长为400nm～800nm的可见光照射下可降解甲醛的浓度至0.12mg/m³以内；

所述的在可见光照射下降解甲醛的银钛复合薄膜负载的木材基材料由负载二氧化钛的木材先浸渍到银氨溶液中反应，反应后，取出木材A，得到剩余银氨溶液，再将木材A浸渍到葡萄糖水溶液中反应，然后将剩余银氨溶液加入到浸渍有木材A的葡萄糖水溶液中继续反应，得到木材B，最后清洗干燥木材B得到；

所述的葡萄糖水溶液的浓度为0.001mol/L～10mol/L。

一种在可见光照射下降解甲醛的银钛复合薄膜负载的木材基材料的制备方法，具体是按照以下步骤进行的：

一、制备负载二氧化钛的木材：

将硼酸、氟钛酸铵和蒸馏水混合，搅拌均匀，得到混合液，再向混合液中滴加浓度为0.001mol/L～10mol/L的盐酸溶液，直至混合液的pH为3，然后将木材浸渍于pH为3的混合液中，在温度为40℃～110℃的真空烘箱中水热反应5h～20h，反应结束后，用去离子水清洗反应后的木材，并置于烘箱中干燥，即得到负载二氧化钛的木材；

所述的硼酸在混合液中的浓度为0.5mol/L～2mol/L；所述的氟钛酸铵在混合液中的浓度为0.2mol/L～1.8mol/L；

二、浸渍反应：

在搅拌条件下，将质量百分数为20％～40％的氨水逐滴加入到浓度为0.1mol/L～2mol/L的硝酸银水溶液中至澄清透明，得到银氨溶液，然后将负载二氧化钛的木材浸渍于银氨溶液中，反应1h～8h，取出木材A，得到剩余银氨溶液，再将木材A浸渍于浓度为0.001mol/L～10mol/L的葡萄糖水溶液中，反应5min～40min，然后将剩余银氨溶液加入到浸渍有木材A的葡萄糖水溶液中，继续反应10min～100min，得到木材B，用去离子水清洗木材B，并在温度为80℃下干燥24h，得到在可见光照射下降解甲醛的银钛复合薄膜负载的木材基材料。

本发明的有益效果是：一、现有的单一的催化剂的禁带宽度较宽，仅能吸收波长小于400nm的紫外光，因此为扩大催化剂对光的吸收范围，提高催化剂的催化效率，本发明中采用银纳米粒子与二氧化钛粒子进行复合，减少电子和空穴的复合，从而提高催化剂降解甲醛的效率，本发明制备的在可见光照射下降解甲醛的银钛复合薄膜负载的木材基材料在波长为400nm～800nm的可见光照射下可降解甲醛的浓度至0.12mg/m³以内；

二、本发明的银钛复合薄膜负载的木材基材料在可见光下即可降解甲醛；

三、现有的一些粉体或颗粒状的催化剂存在着回收困难的问题，阻碍净化环境技术的发展。本发明采用天然可再生的木材为基质材料，不仅可解决回收问题，而且不会给环境带来污染；

四、在木制产品(如：地板、木质家具等)的生产过程中，木材内组分与脲醛树脂发生反应会产生甲醛，同时在使用过程中会持续产生甲醛，造成室内甲醛含量增加。本发明以木材为基质材料，负载二氧化钛/银微纳米复合薄膜，可从根本上解决一部分室内甲醛释放的问题；

五、本发明提供的原料来源广泛，制备方法过程简单，工艺容易控制。