[发明专利]一种光催化降解挥发性有机物碳基卤氧铋复合催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种光催化降解挥发性有机物碳基卤氧铋复合材料的制备方法与应用。本发明利用碳材料优异的吸附性能和导电性能结合卤氧铋光催化剂优异的光催化性能协同去除挥发性有机物。当挥发性有机物被碳材料有效吸附到复合催化剂的表面时，卤氧铋能够催化降解吸附到表面的挥发性有机物。同时，碳材料还可以提高卤氧铋的光催化效率，从而高效地去除挥发性有机物。本发明提供的光催化降解挥发性有机物碳基卤氧铋复合催化剂中卤氧铋负载在碳材料的表面。当空气中的VOCs被光催化降解挥发性有机物碳基卤氧铋复合催化剂中的碳材料吸附到表面时，负载在碳材料表面的卤氧铋在光照作用下，能够将VOCs降解掉，达到彻底净化VOCs的目的。

技术领域

本发明涉及空气净化领域，尤其涉及一种光催化降解挥发性有机物碳基卤氧铋复合催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

环境中挥发性有机物(VOCs)浓度过高容易引起急性中毒，即使环境中浓度较低，长期接触也会对人体健康产生不良影响。因此，室内VOCs的净化具有重要意义。

近年来，净化室内VOCs的方法主要有吸附法，吸附法是指利用一系列具有强吸附能力的吸附剂对室内VOCs进行净化和控制的方式。常用的吸附剂主要为碳材料，但是碳材料对VOCs的吸附是物理吸附，如果不及时更换和处理碳材料，容易造成碳材料吸附饱和，而且吸附上的VOCs可能会再次释放到空气中，二次污染室内空气。

发明内容

本发明提供了一种光催化降解挥发性有机物碳基卤氧铋复合催化剂及其制备方法和应用，本发明提供的光催化降解挥发性有机物碳基卤氧铋复合催化剂在吸附VOCs的同时能够降解VOCs，达到了彻底净化空气的目的。

本发明提供了一种光催化降解挥发性有机物碳基卤氧铋复合催化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将卤氧铋、碳材料和醇类有机溶剂混合，得到混合料液；

(2)将所述步骤(1)得到的混合料液在密闭条件下加热后，进行固液分离，得到光催化降解挥发性有机物碳基卤氧铋复合催化剂；所述加热的温度为20～180℃。

优选的，所述步骤(1)中卤氧铋与碳材料的质量比为0.1～10:1。

优选的，所述步骤(1)中卤氧铋和碳材料的总质量与醇类有机溶剂的体积比为0.1～15g/L。

优选的，所述步骤(1)中卤氧铋的制备方法包括以下步骤：

(a)将硝酸铋、卤化钾在醇类有机溶剂中混合，得到混合溶液；

(b)将所述步骤(a)得到的混合溶液在密闭条件下加热后，进行固液分离，得到卤氧铋；所述加热的温度为20～180℃。

优选的，所述步骤(a)中硝酸铋和卤化钾的摩尔比为0.1～10:1。

优选的，所述步骤(b)中加热的时间为7～18h。

本发明提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的光催化降解挥发性有机物碳基卤氧铋复合催化剂，以碳材料为载体，卤氧铋负载在载体上。

优选的，所述卤氧铋在碳材料上的负载量为5～95wt.％。

优选的，所述碳材料包括碳材料、碳纳米管或氧化石墨烯。

本发明还提供了上述技术方案所述光催化降解挥发性有机物碳基卤氧铋复合催化剂在吸附VOCs中的应用。