[发明专利]一种具有光催化功能的有色颜料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种具有光催化功能的有色颜料，包括调色材料和光催化剂；所述调色材料和光催化剂的质量比为1～40:99～60，所述光催化剂至少包括g‑C₃N₄，所述调色材料分为热稳定型调色材料和受热易分解型调色材料。本发明通过将多种类的调色材料和光催化剂复合，得到一系列丰富颜色的具有高光催化活性的颜料，具有光催化效率高，颜色丰富，结合牢固，制备简便等优点。本发明还采用二氧化钛和三氧化钨为光催化剂，进一步提升了光催化功能的有色颜料的催化活性和稳定性。实施例结果表明，本发明制备的具有光催化功能的有色颜料对罗丹明B和尼古丁的去除率可达99％；所述有色颜料可作为绘画材料以及水污染或空气污染的治理材料。

技术领域

本发明属于光催化材料技术领域，尤其涉及一种具有光催化功能的有色颜料及其制备方法和应用。

背景技术

随着社会的发展，各种各样的建筑装饰材料被用于室内装修，但随之带来的污染也越来越严重，对室内环境污染的治理受到越来越多关注。污染的主要来源为室内装修所用材料、涂料、家居用品等，其中挥发性的有机化合物如甲醛、苯、甲苯等是污染物的主要成分，对人类健康危害极大，会造成人体不适。因此，合成能够有效降解空气中有害气体的光催化功能材料是非常有必要的。

光催化反应的本质是氧化还原反应，当半导体光催化材料受到光照射时会吸收光能，一旦能量超过其阈值时材料将受到激发，从而产生光生电子(e^-)和空穴(h⁺)，电子和空穴迁移到催化材料表面，其中电子被溶解氧所捕获形成超氧自由基(·O₂^-)，而空穴则将吸附在催化剂表面，将水和氢氧根离子氧化成羟基自由基(·OH)，这两类物质均具有很强的氧化性，从而将材料表面的污染物氧化成CO₂和H₂O。

在光催化材料中，类石墨相氮化碳(g-C₃N₄)是一种典型的半导体材料，外形为淡黄色粉末，空间构型为近似石墨烯的平面二维片层结构。与传统的光催化剂相比，g-C₃N₄吸收光谱范围更宽，不需要紫外光仅在普通可见光下就能起到光催化作用；同时，比起TiO₂，g-C₃N₄更能有效活化分子氧，产生超氧自由基用于有机官能团的光催化转化和有机污染物的光催化降解，更适用于室内空气污染治理和有机物降解。但是现有的各种光催化材料都存在颜色比较单一、美观度差、光催化性能需要进一步提高等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种具有光催化功能的有色颜料，由多种类型的调色材料和光催化剂复合得到，所述具有光催化功能的有色颜料制备简便、颜色种类丰富、光催化活性高。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种具有光催化功能的有色颜料，包括调色材料和光催化剂；所述调色材料和光催化剂的质量比为1～40:99～60；所述光催化剂至少包括g-C₃N₄，所述g-C₃N₄由g-C₃N₄的前驱体煅烧得到，所述调色材料为热稳定型调色材料或受热易分解型调色材料。

优选的，所述热稳定型调色材料包括碳材料和/或无机颜料；所述碳材料包括石墨烯、碳黑、碳纳米管和碳纳米纤维中的一种或多种，所述无机颜料包括钴蓝、钴绿、钛镍黄、钴铬蓝、钛黑、钴紫和三氧化二铁中的一种或多种。

优选的，所述受热易分解型调色材料包括硫化铈、颜料黄RN、镉红、镉黄、镉橙、酞菁蓝、酞菁绿、铁酞菁和钴酞菁中的一种或多种。