[发明专利]一种光触媒抗菌防霉多孔陶瓷及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种光触媒抗菌防霉多孔陶瓷及其制备方法和应用。所述光触媒抗菌防霉多孔陶瓷包括：由Ag‑Zn共掺的TiO₂溶胶形成的薄膜层和多孔陶瓷层。本发明通过光催化降解技术与金属离子抗菌防霉技术相结合，实现多孔陶瓷制品高效、持久的抗菌防霉功效，同时所述光触媒抗菌防霉多孔陶瓷还具备光催化降解甲醛等有害气体的效果。

技术领域

本发明属于室内材料技术领域，具体涉及一种光触媒抗菌防霉多孔陶瓷及其制备方法和应用。

背景技术

甲醛等有害气体是世界上公认的潜在致癌物质之一，常见于室内材料中的涂料、油漆、人造板、粘结剂等。经过相关研究，发现甲醛的释放期可长达三至十五年。当人们长期处于含有甲醛等危害气体的室内环境中，容易造成人体多种慢性疾病甚至白血病等癌症，从而对人体产生巨大的伤害，严重影响家庭生活质量。目前室内除甲醛等有害气体的方法主要有物理吸附法、植物净化法、光催化法等。其中，光催化技术不含其它有害物质，且降解甲醛后不产生其它有害物质，绿色健康环保。

由于光催化降解技术可以在常温常压下进行，操作简单方便，因此近年来在降解有害气体领域得到广泛关注和应用。在日常生活中，到处存在细菌、真菌以及病毒等各种微生物，当人体接触到这些微生物后，易传播并引起多种疾病。尤其是破损皮肤接触后，更容易引起创伤感染，对人体健康产生极大威胁。为满足人们对健康环境卫生的需求，研发工作者已开发出各种抗菌材料，包括有机抗菌材料、无机抗菌材料以及天然抗菌材料等。

目前，以纳米TiO₂作为半导体光催化剂，仍然存在反应活性低、光响应范围窄、分散性差等问题，从而造成光催化效率不高。另外，单纯以TiO₂作为光触媒抗菌材料，抗菌率较低，不能完全满足当前人们对安全健康卫生环境的高需求。

CN108187692A公开了一种负载双金属的二氧化钛纳米多孔陶瓷催化剂及其制备方法和应用。所述的催化剂以二氧化钛纳米多孔陶瓷膜为载体，以金铜双金属纳米颗粒为活性组分；所述催化剂的制备方法包括步骤：(1)钛酸纳米带通过压滤、烧结制得二氧化钛纳米多孔陶瓷膜；(2)采用一步沉积沉淀法将金铜双金属纳米颗粒负载到陶瓷膜上，经过H₂还原，制得负载金铜双金属的二氧化钛纳米多孔陶瓷催化剂。该多孔陶瓷仍然存在反应活性低、光响应范围窄、分散性差等问题，从而造成光催化效率不高，且以金铜为负载金属对于抗菌和抗霉率较低，不能完全满足当前人们对安全健康卫生环境的高需求。

CN101497003A公开了一种以多孔陶瓷膜基体为载体，通过溶胶-凝胶技术制得羟基磷灰石溶胶和银-二氧化钛复合溶胶，载体膜先后经过二次溶胶-凝胶浸渍、干燥、焙烧，得到孔径为100-1900nm、孔隙率为20-55％的载银二氧化钛/羟基磷灰石光催化复合陶瓷分离膜。同样地，该陶瓷分离膜也存在反应活性低、光响应范围窄、分散性差等问题。

因此，开发一种不仅具有光催化降解甲醛能力，同时具有高效抗菌防霉功能的多孔陶瓷是本领域研究的重点。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种光触媒抗菌防霉多孔陶瓷及其制备方法和应用。所述多孔陶瓷具有光催化降解甲醛能力，同时具有高效抗菌防霉能力。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种光触媒抗菌防霉多孔陶瓷，所述光触媒抗菌防霉多孔陶瓷包括：由Ag-Zn共掺的TiO₂溶胶形成的薄膜层和多孔陶瓷层。

在本发明中，通过银离子、锌离子改性TiO₂，提高TiO₂的反应活性，并将其负载于多孔陶瓷表面，有效提高改性纳米TiO₂的分散性，从而提高光催化反应活性。另外，由于银离子、锌离子的引入，不仅可以通过纳米TiO₂的光触媒作用达到抗菌效果，也可通过金属离子接触作用，达到抗菌防霉效果。