[发明专利]一种可见光催化降解甲醛的PVC壁纸及其制备方法

说明书

本发明公开一种可见光催化降解甲醛的PVC壁纸及其制备方法，该方法以尿素作为氮源，使用钛酸四正丁酯作为钛源，采用溶胶—凝胶法制备氮掺杂二氧化钛(N‑TiO₂)光催化剂；以PVC壁纸作为载体，在壁纸表面附载光催化剂N‑TiO₂，制备出光催化壁纸。本发明使用真空冷冻干燥法制备TiO₂溶胶，可得到比传统热风干燥制备工艺具有更佳光催化活性的N‑TiO₂光催化剂，其结晶度更高，比表面积更大。本发明制备的光催化PVC壁纸，在可见光下可降解甲醛气体，光催化活性高。

技术领域

本发明涉及壁纸领域，特别涉及一种可见光催化降解甲醛的PVC壁纸及其制备方法。

背景技术

壁纸，是用来装饰室内墙面的材料。它以其独特的风格和装饰美化效果备受青睐。到目前为止，壁纸已经和涂料一样成为重要的室内墙面装修材料，国内的壁纸市场在不断的扩大，具有替代涂料的发展趋势，在国外，90％的室内装修采用壁纸，因此国内外市场十分庞大。

由于在装修过程中涂料、油漆、人造板、粘结剂等材料释放出大量的有机挥发物，例如甲醛，乙醛，苯，氯仿等，使新装修的建筑室内空气严重污染，对人体产生巨大的伤害。长期生活在被污染的空气中，会患慢性疾病甚至是白血病，严重影响生活质量。全球每年因室内空气污染导致死亡人数达280万人。如何减少和消除新装修建筑的室内空气污染成为人们关注的热点问题。

纳米二氧化钛是近年来人们发现可以有效降解有机挥发物的光催化剂，尤其对甲醛的降解效果更佳。目前已有将其用于空调过滤网中或添加在墙体涂料的实例，但空调过滤网面积较小，净化空气的效果有限，在墙体涂料中添加光催化剂，由于涂料对光催化剂的包覆，使二氧化钛粒子的表面无法直接接触有机挥发物。

另外，以传统溶胶—凝胶法制备二氧化钛(TiO₂)光催化剂的过程中，TiO₂溶胶一般通过60-80℃的热风烘干(heat drying，简称HD)形成干凝胶后，再对TiO₂干凝胶进行煅烧处理制备出TiO₂光催化剂粉体。但在以尿素为氮源制备氮掺杂二氧化钛(N-TiO₂)光催化剂的过程中，由于N-TiO₂溶胶中含有大量溶解的尿素，若使用热风烘干N-TiO₂溶胶，生成的N-TiO₂干凝胶后会形成白色块状的团聚体，颗粒较大，不仅不利于后续的煅烧处理，而且影响光催化剂N-TiO₂的比表面积，进而影响光催化剂的催化效果。

发明内容

为解决上述现有壁纸无法降解有机污染物，或降解有机污染物效果有限的问题，本发明提出一种可见光催化降解甲醛的PVC壁纸及其制备方法，本发明的PVC壁纸表面通过附载颗粒细、比表面积大的光催化剂N-TiO₂，从而提高壁纸降解甲醛效果。

为此，发明人提供了如下技术方案：

本发明提供一种光催化剂N-TiO₂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

1)先制备N-TiO₂溶胶；

2)将所述N-TiO₂溶胶放入冷冻干燥机，在-55～-40℃，5～20Pa的条件下干燥10～14h，形成白色絮状N-TiO₂干凝胶；

3)将所述N-TiO₂干凝胶在200～600℃的温度下煅烧2～6h，得到光催化剂N-TiO₂粉体。