[发明专利]一种用于高湿度环境的室内VOCs净化材料及制备方法

说明书

本发明提供了一种用于高湿度环境的室内VOCs净化材料及制备方法。该方法先制备高孔隙率和吸附性的酚醛气凝胶，然后制备银掺杂的纳米二氧化钛光催化剂，再利用六氯环三磷腈与双酚AF的聚合反应生成疏水性的环交联型聚磷腈微球，在微球形成过程中，使光催化剂均匀分散于微球表面，微球均匀负载于气凝胶表面，制得用于高湿度环境的室内VOCs净化材料。与传统方法相比，本发明制备的室内VOCs净化材料，通过将光催化剂负载于超疏水表面上，可以降低水分子与VOCs的竞争性吸附，提高VOCs的吸附量和吸附速率，从而提高光催化降解VOCs的效率，特别适合用于高湿度环境下的室内VOCs吸附及降解。

技术领域

本发明属于空气净化材料的技术领域，提供了一种用于高湿度环境的室内VOCs净化材料及制备方法。

背景技术

VOCs是一类重要的室内空气污染物，主要包括烃类、芳烃类、醇类、醛类、酮类、脂类、胺类和有机酸等，最常见的主要有甲醛、苯、甲苯、二甲苯等。室内VOCs直接影响人体的身体健康，是评价室内空气质量的重要衡量标准之一。

目前应用较为广泛的室内VOCs等污染物的净化技术主要有：吸附净化技术、离子化技术、光催化氧化技术、生物净化技术、植物净化技术等。上述各种单一净化技术，虽然在某些污染物的去除上取得了满意的效果，但由于室内污染物来源广，种类多，各种净化技术受限于自身的局限性，必须进行综合使用各种技术，将多种技术融合，取长补短，才能彻底解决室内空气污染问题。在室内空气净化材料应用中，室内空气环境，如湿度等，也是影响空气净化效率的重要因素。

中国发明专利申请号201410197756.X公开了一种高效去除VOCs催化材料的配方及其制备工艺。该高效催化材料配方特征在于：由高比表面积生物基活性炭载体、非贵金属催化组分、氧化钛纳米管催化组分及高分子聚合物模板助剂所组成。该发明的缺陷是制得的催化材料在高湿度环境下的对VOCs的吸附能力下降明显，导致催化降解效率降低明显。

中国发明专利申请号201611008094.2公开了一种除气态污染物的空气净化材料，以吸附材料为载体，载体上负载有二氧化钛，锰氧化物和还原态贵金属，其中，二氧化钛的负载量为吸附材料质量的0~60%；锰氧化物的负载量为吸附材料质量的0.1~10%；还原态贵金属的负载量为吸附材料质量的0.01~1%，还原态贵金属选自铂、钯、金、银中的至少一种。但该发明制得的空气净化材料在高湿度环境下，受水分子影响，吸附和催化降解空气中VOCs等污染物的效率较低。

综上所述，现有技术制备的室内VOCs净化材料，虽然具有较高的孔隙率及吸附能力，但由于水分子与VOCs的竞争性吸附，降低了空气净化材料对VOCs的吸附及降解效果，不适合用作高湿度环境下的室内VOCs净化材料，因此开发一种可在高湿度环境下高效净化室内VOCs的复合材料，有着重要的意义。

发明内容

可见，现有技术制备的室内VOCs净化材料，虽然具有较高的孔隙率及吸附能力，但由于水分子与VOCs的竞争性吸附，降低了空气净化材料对VOCs的吸附及降解效果，不适合用作高湿度环境下的室内VOCs净化材料。针对这种情况，本发明提出一种用于高湿度环境的室内VOCs净化材料及制备方法，通过将光催化剂负载于超疏水表面上，可以降低水分子与VOCs的竞争性吸附，提高VOCs的吸附量和吸附速率，从而提高光催化降解VOCs的效率，特别适合用于高湿度环境下的室内VOCs吸附及降解。

为实现上述目的，本发明涉及的具体技术方案如下：

一种用于高湿度环境的室内VOCs净化材料的制备方法，所述室内VOCs净化材料制备的具体步骤如下：

（1）将间苯二酚、甲醛、无水碳酸钠加入去离子水中，搅拌至完全溶解，密封并置于烘箱中进行凝胶化反应，制得酚醛湿凝胶，然后采用叔丁醇反复置换出湿凝胶中的液体及中间产物，进一步进行冷冻干燥，制得高孔隙率和吸附性的酚醛气凝胶；