[发明专利]一种光触媒空气净化剂及其制备方法与应用

说明书

本发明属于空气净化技术领域，具体涉及一种光触媒空气净化剂及其制备方法与应用。本发明通过有机钛化合物与有机酸类化合物低温搅拌，然后反应釜中升温反应，最后经过乙醇洗涤、干燥，一步反应即可得到接枝有机酸的水溶性二氧化钛超细纳米粉体；将得到的水溶性二氧化钛超细纳米粉体与纳米银、粘接剂、分散剂和去离子水在超声分散设备中超声分散即得到光触媒空气净化剂。本发明制备得到的光触媒平均粒径达到4nm，其光催化活性高，可长效去除甲醛、苯类、TVOC等有害气体；且在400nm以上的可见光也能激发催化作用。本发明的制备方法工艺简单，易于工业化生产。

技术领域

本发明属于空气净化技术领域，具体涉及一种光触媒空气净化剂及其制备方法与应用。

背景技术

随着人们健康意识的不断提升，人们对生活环境的要求越来越高，尤其是居住环境。居住环境在装修完之后或者购买新家具之后，很容易散发出甲醛、苯类、TVOC等有害气体，直接危害人体健康，因此各种空气净化产品先后开发出并得以利用。

光触媒是一种以纳米级二氧化钛为代表的具有光催化功能的光半导体材料的总称，它涂布于基材表面，在紫外光及可见光的作用下，产生强烈催化降解功能，能有效地降解甲醛、苯、甲苯、二甲苯、氨、TVOC等污染物，目前市面最多的光触媒材料为纳米二氧化钛。纯净的纳米二氧化钛粉末，只能吸收400nm以下的紫外光，在自然环境下，紫外光占有比例较低，不足自然光的10％，因而纯净的纳米二氧化钛基本没有光触媒的功效。所以，为使二氧化钛可以吸收可见光，甚至吸收远红外光，必须采用特殊材料的配制掺杂技术。比如采用固相合成、过渡金属离子和非金属离子掺杂、金属-有机络合物、表面敏化、半导体复合等多种方法，对光触媒进行可见光诱导。根据不同光触媒材质不同而不同，纳米细度大于50纳米的光触媒基本不具备光活性，30纳米以下较佳。掺杂了活性催化元素的光触媒一般分子直径较大，因为螯合元素越多，直径越大，直径增大后其光催化活性受到影响。例如，陈杭飞(中国专利CN101670282A)公开了一种负载型二氧化钛的制备方法，将处理后的活性炭用水分散，再加入纳米二氧化钛反复多次浸泡后，将活性炭过滤、烘干、焙烧制得负载二氧化钛的活性碳；赖松(中国专利CN105854586A)公开了一种纳米光触媒除味杀菌空气净化剂的生产方法，通过球磨方式对二氧化钛掺杂氢原子，然后将掺杂氢原子纳米级二氧化钛、分散剂、粘接剂和溶剂水混配制备成纳米光触媒。这些纳米二氧化钛光触媒由于掺杂其他活性催化元素后，虽然可以保证光触媒在可见光范围内的光催化的功效，但由于纳米二氧化钛掺杂后其直径增大，其光催化活性相应收到影响而降低。因此，开发出一种既可以保证较高光催化活性又可以在400nm以上波长范围内具有光催化功效的纳米二氧化钛光触媒，具有重大意义。

发明内容

针对以上现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种光触媒空气净化剂及其制备方法与应用。通过有机钛化合物与有机酸类化合物低温搅拌，然后反应釜中升温反应，最后经过乙醇洗涤、干燥，一步反应即可得到接枝有机酸的水溶性二氧化钛超细纳米粉体；将得到的水溶性二氧化钛超细纳米粉体与纳米银、粘接剂、分散剂和去离子水在超声分散设备中超声分散即得到光触媒空气净化剂。本发明制备得到的光触媒平均粒径达到4nm，其光催化活性高，可长效去除甲醛、苯类、TVOC等有害气体；且在400nm以上的可见光也能激发催化作用。

本发明的技术方案为：

一种光触媒空气净化剂的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)将有机钛化合物加入有机酸溶剂中，在25-60℃条件下搅拌12-24小时，得到澄清溶液；

(2)将步骤(1)中的澄清溶液转移到聚四氟乙烯高压反应釜中，在100-200℃条件下反应24-48小时，得到白色沉淀；

(3)将步骤(2)中的白色沉淀用乙醇洗涤，烘干，即得到水溶性二氧化钛超细纳米粉体；