[发明专利]一种具有光催化除醛功能的硅基复合材料及制备方法

说明书

本发明公开一种具有光催化除醛功能的硅基复合材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：步骤1、将水、乙醇、氨水混合得到混合溶液A，将ZnO纳米粒子分散在混合溶液A中，然后向混合溶液A加入二氧化硅前驱体，真空除去乙醇和水，干燥后得到ZnO和SiO₂的复合物；步骤2、将步骤1制备得到的复合物与NaOH、NaAlO₂及H₂O混合，搅拌均匀后得到硅铝酸盐凝胶，进行水热反应，得到白色粉末物质；步骤3、将步骤2制备得到的白色粉末物质进行过滤、洗涤、干燥后即得具有光催化除醛功能的硅基复合材料。该方法制备得到的复合材料可用于降解室内低浓度甲醛，光催化活性高于ZnO。还公开了一种具有光催化除醛功能的硅基复合材料。

技术领域

本发明属于室内环境净化材料技术领域，具体涉及一种具有光催化除醛功能的硅基复合材料，还涉及一种具有光催化除醛功能的硅基复合材料的制备方法。

背景技术

随着社会经济的快速发展，人们生活的环境变得越来越糟糕，环境污染问题也备受关注。尽管空气污染物主要存在于室外，但是人们长期生活在室内，因此人们受到的空气污染主要来源于室内空气污染。居室环境对人的日常生活有着重大影响，居室的选址、设计、建设以及传统的烹调和取暖造成的室内环境污染都会对人类健康产生重大影响，而引起室内环境污染源头—挥发性有机化合物(VOCs)，也渐渐浮出水面，甲醛就是这其中的罪魁祸首。甲醛是一种无色有刺激性且易溶于水的气体，因其毒性高被认为是最危险的一类挥发性有机化合物。短期吸入会有头痛、恶心和呕吐的症状发生，长时间吸入还会导致鼻咽癌和白血病，因此治理甲醛问题对室内环境质量和保护居住者的健康非常重要。

目前，去除室内甲醛的方法有物理吸附，等离子体技术，生物吸附法等。但这些方法存在很明显的缺陷，比如成本高、造成二次污染。因此迫切需要开发一种绿色，高效和低成本的方法来去除甲醛，光催化氧化是目前最有潜力的一种方法。到目前为止，光催化剂材料ZnO、TiO₂、MnO₂、Fe₂O₃等等引起了各界的广泛关注，ZnO的强发光有利于电子空穴对复合的研究。此外，ZnO由于其形貌和尺寸容易控制，热稳定性高、成本低和无毒性的优点，因此在染料降解，抗菌，废水治理方面被广泛应用。进一步的采用了构筑“甲醛吸附-催化降解一体化”的研究策略，选择分子筛型SiO₂:Al作为吸附材料将其与ZnO复合，主要是考虑到SiO₂:Al价格便宜、形貌易控制、且表面含有丰富的羟基，期望SiO₂:Al能通过微孔结构来增加甲醛的吸附位点以及大量的羟基来增强ZnO的光催化活性，使得到的复合催化剂有望用于室内低浓度的甲醛降解。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有光催化除醛功能的硅基复合材料的制备方法，制备得到的复合材料可用于降解室内低浓度甲醛，光催化活性高于ZnO。

本发明的目的是提供一种具有光催化除醛功能的硅基复合材料。

本发明所采用的技术方案是，一种具有光催化除醛功能的硅基复合材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、将水、乙醇、氨水混合得到混合溶液A，将ZnO纳米粒子分散在混合溶液A中，然后向混合溶液A加入二氧化硅前驱体，真空除去乙醇和水，干燥后得到ZnO和SiO₂的复合物；

步骤2、将步骤1制备得到的复合物与NaOH、NaAlO₂及H₂O混合，搅拌均匀后得到硅铝酸盐凝胶，进行水热反应，得到白色粉末物质；

步骤3、将步骤2制备得到的白色粉末物质进行过滤、洗涤、干燥后即得具有光催化除醛功能的硅基复合材料。

本发明的特征还在于，

步骤1中，混合溶液A中的水、乙醇、氨水的体积比为16:13:1；为ZnO纳米粒子的粒径大小为20～50nm；ZnO与二氧化硅前驱体的质量比为1:3～13。