[发明专利]一种具备光催化降解功能的抑尘剂的制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种具备光催化降解功能的抑尘剂的制备方法，该抑尘剂以来源广泛、绿色无毒且易降解的天然多亲水基团材料作为抑尘剂的合成基体材料，通过与成膜剂及吸湿剂在交联剂作用下进行交联反应，形成富含亲水基团且具有网状结构的兼具润湿、固结、凝聚性能的抑尘剂，将所制备抑尘剂与经偶联剂改性的纳米TiO₂进行偶联接枝反应，使得纳米TiO₂负载于所制备的抑尘剂上，最终制得具备光催化降解功能的抑尘剂，本发明抑尘剂绿色环保易降解、抑尘性能优异、应用简单、适用范围广，且具备光催化降解功能，能应用在大气降尘、施工作业面抑尘、物料堆抑尘、道路运输抑尘、土壤固沙中，本发明的应用对环境空气质量改善具有重要的意义。

技术领域

本发明属于环境功能材料领域，具体涉及一种具备光催化降解功能的抑尘剂的制备方法及应用。

技术背景

近年来，PM₁₀、PM_2.5、雾霾等受到人们的关注，大气中的颗粒物含量居高不下，不仅造成了空气质量恶化，诱发人体呼吸道疾病，一些化工加工过程所产生的粉尘颗粒物还可能伴随有许多有机污染物质，对人体的健康造成严重威胁，因此人们对大气环境质量改善的需求愈发迫切。大气中的颗粒物主要来源于各种生产生活活动或自然活动所产生扬尘、主要来源于矿石的露天开采加工、露天场地的施工、砂石煤的运输、矿石堆场物料的风蚀等，此外城市地区裸露的地面或是沙漠地区在强风作用下也会引发严重的扬尘污染现象。

空气中的高浓度的微细颗粒物，还可能成为细菌病毒传播的“帮凶”，有研究人员发现，空气当中的颗粒物能够成为病毒、细菌的传播介质，一些细菌或病毒也能以气溶胶的形式在空气中长时间存活并广泛传播，而气溶胶正是由悬浮在空气中的固态或液态颗粒所组成，粒径多在0.01~10μm之间，极易通过呼吸系统进入人体。因此，空气中漂浮的粉尘颗粒极有可能成为病毒传播的介质。如能采取一定措施，既限制空气中的颗粒物扩散，同时降解颗粒物上携带的细菌或病毒，无疑对环境空气质量改善具有重要意义。

现行扬尘治理手段主要有水雾降尘、抑尘网抑尘及化学抑尘剂抑尘三类。其中化学抑尘剂抑尘法被认为是解决扬尘问题最有效的一种方法，其机理主要是对颗粒物的润湿、凝并、固结三种作用。相比以上两种方法，化学抑尘剂抑尘法在抑尘效果、抑尘时间、抑尘成本及适用场景等方面都更有优势。而目前的消毒技术主要有紫外线消毒、化学消毒剂消毒、臭氧消毒及光催化消毒等，其中光催化技术能够利用具有光活性的氧化物在紫外线的照射下产生具有强氧化性的羟基自由基等活性成分，破坏生物细胞结构，从而达到杀菌消毒的目的，光催化技术在众多消毒技术中对环境最为友好，无二次污染。因此，如能使化学抑尘技术与光催化技术相结合，将有望实现环境空气质量改善，然而，目前尚无相关的研究报道。

发明内容

本发明提供一种具备光催化功能的湿凝型抑尘剂的制备方法，本发明所制备的抑尘剂在拥有良好抑尘性能的同时，也具备良好的光催化降解性能，能够对悬浮于空气中的颗粒物进行高效捕集沉降并在可见紫外光照下降解颗粒物上所携带的有机污染物或细菌病毒。

本发明为达到上述目的，采用如下的技术方案：

（1）将天然多亲水基团材料加入水中，搅拌至材料完全溶解，将溶液温度升高至40~50℃，缓慢加入天然多亲水基团材料质量35~70%的吸湿剂、天然多亲水基团材料质量25~35%的成膜剂、天然多亲水基团材料质量1~2%的交联剂；然后在40~50℃、150~200rpm、氮气气氛下反应1~2h，反应结束后调节反应物pH至7-8，反应物烘干后收集固体产物，用无水乙醇洗涤固体产物3~4次，干燥至恒重制得抑尘剂基体材料；

所述天然多亲水基团材料为海藻酸钠、木质素磺酸钠中的一种；吸湿剂为甘油、丙二醇、丁二醇、山梨糖醇中的一种；成膜剂为聚乙烯醇、可溶性淀粉中的一种；交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺；