[发明专利]具有自催化效果的空气净化材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种具有自催化效果的空气净化材料及其制备方法。本发明通过预先形成氧化硅溶胶水溶液，并在氧化硅溶胶水溶液中加入含银的氧化钛前驱体溶液，使得氧化钛前驱体的水解过程和氧化钛粒子的生成受限于氧化硅溶胶网络，从而控制了氧化钛粒子的过度生长。本发明制得的纳米二氧化钛粒径小于3纳米，分散稳定，均匀地分散、附着于载体之上，催化活性和空气净化效率显著提高。

技术领域

本发明属于空气净化技术领域，具体涉及一种具具有自催化效果的空气净化材料及其制备方法。

背景技术

人们每天平均大约有80％以上的时间在室内度过。因此，室内空气质量对人体健康的关系就显得更加密切更加重要。目前室内空气污染与高血压、胆固醇过高症及肥胖症等共同列为人类健康的十大威胁。室内环境污染已经引起35.7％的呼吸道疾病，22％的慢性肺病和15％的气管炎、支气管炎和肺癌。室内空气污染已经成为对公众健康危害最大的五种环境因素之一。其中，室内的建筑材料、装修材料等造成室内污染的主要来源，并且由于室内空气流通性差，污染源容易长时间释放，并不断积聚和积累，超出安全指标。此外，在汽车内、飞机内等各种封闭空间内，也会存在着与室内类似的污染现象。传统的室内空气净化手段主要依靠物理吸附，或是放电分解法，前者净化效率有限，而后者则往往会造成新的臭氧污染法。近年来，有关使用自催化材料来制作空气净化材料的报道和研究日益增多。

1967年，日本东京大学的本多建一教授和博士班学生藤岛昭发现，用光照射二氧化钛电极可进行水的电解反应。这就是著名的“本多作用的光催化反应，将空气中的水或氧气催化成氧化能力极强的羟基自由基(·OH)和超氧阴离子自由基(O2·)、活性氧(HO2·，H2O2)等具有极强氧化能力的光生活性基团，这些光生活性基团的能量相当于3600K的高温，具有很强的氧化性，这些强氧化性基团可强效分解各种具有不稳定化学键的有机化合物和部分无机物，并可破坏细菌的细胞膜和凝固病毒的蛋白质载体。在科学技术不断发展条件下，二氧化钛技术也不断提高。目前，制备纳米TiO₂的方法很多，基本上可归纳为物理法和化学法，物理法主要为机械粉碎法，对粉碎设备要求很高；化学法主要为气相法(CVD)、液相法和固相法，但是现有技术中的制备方法存在以下不足：

一、制备出的二氧化钛粒径偏大，一般在5-100纳米，其比表面积小，表面原子数少，超微粒子的表面效应不显著，一方面吸收的光能愈少，产生的e-和h+对的密度愈小，另一方面吸附的反应物也愈少，被氧化或还原的物质浓度也愈少，因此可见光催化活性会低。

二、制造成本高，处理效果低、处理速度慢，直接造成处理使用成本增加，经济价值大打折扣。

三、粒径大造成附着力低，现有技术制备出的纳米二氧化钛需添加粘合剂，粘合剂对人体、牲畜会有毒害，所以在应用领域受到限制。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种光催化活性高、制造成本低的微粒催化剂及其分散液的制备方法。

本发明的制备包括：

(1)原料准备

配制含氧化钛前驱体的醇溶液A；

配制含银盐的醇溶液B；

配制含氧化硅溶胶的溶液C；

配制硅烷偶联剂溶液D；

配制含载体材料或载体材料前驱体的载体分散液E

(2)混合与反应

2.1、将溶液A和溶液B加入溶液C中，搅拌1-12小时，得到混合溶液H1；

2.2、将溶液D和溶液H1混合，搅拌1-12小时，得到含氧化钛的醇分散液H2；

(3)减压蒸馏