CN102051075B - 一种纳米光触媒墙用环保喷涂剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种纳米光触媒墙用环保喷涂剂，该喷涂剂由以下重量份数的配比组成，去离子水100份、纳米TiO2光催化剂0.6-1.5份、成膜剂0.01-0.05份和稳定分散剂0.2-1份；其制备方法，包括以下步骤：(1)将稳定分散剂分散于去离子水中，搅拌混和均匀，配成稳定的水分散液；(2)将纳米TiO2光催化剂加入到步骤(1)配成的水分散液中，搅拌混和均匀，配成水纳米分散液；(3)将成膜剂加入步骤(3)所配成的水纳米分散液中，搅拌混和均匀，得到的悬浊液即为纳米光触媒墙用环保喷涂剂。本发明工艺简单，投资小，制备的纳米光触媒墙用环保喷涂剂24小时甲醛去除率达81％、苯去除率82％、TVOC去除率78％，抗(抑)菌性能显著。

Description

一种纳米光触媒墙用环保喷涂剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种治理室内污染及用于公共场所消毒杀菌的、在日光灯光照射下就能实现对室内装修引起的甲醛、苯系、TVOC综合性挥发有机物进行光催化分解的光触媒喷涂剂及其制备方法，属于空气净化消毒杀菌光触媒技术领域。
背景技术
自一九七二年Flljishima和Honda在《自然》杂志上发表关于TiO2(二氧化钛)电极上光分解水的论文以来，一个多相光催化新时代就开始了。从那时起，来自化学、物理、材料等领域的学者围绕太阳能的转化和储存、光化学合成，探索多相光催化过程的原理、致力于提高光催化的效率。到了一九九○年代日本发展出相关的商业产品后，更掀起了光触媒开发与应用的风潮。至今多种商品已被研发出来，更因SARS的疫情爆发被广泛应用。
纳米TiO2是半导体光催化重要材料之一，根据TiO2粉末晶体结构，将其分为金红石型(Rutile)、锐钛矿型(Anatase)和板钛矿型TiO2。其中主要以锐钛型作为光催化剂，其禁带宽度为3.2eV，也就是在激发波长小于380nm的光激发下会发生光致电子跃迁产生电子/空穴对进行光催化反应。
小于380nm波长光源的能量照射二氧化钛后，周围之氧气及水分子激发成极具活性的·OH-及·02-自由离子基，这些氧化力极强的自由基可分解对人体或环境有毒气体如：甲醛、苯系物、TVOC和部分无机物质及细菌。TiO2受紫外光照射所激发产生OH自由基，将会分解细胞膜，进而破坏细胞核，达到完成分解，有效减少室内葡萄球菌、大肠菌、金黄色葡萄球菌等危害健康的菌种，其抗菌效果高达70--99.99％。
装修污染危害人体健康，可导致白血病、致癌、造成人体神经系统、呼吸系统，引起肝肾功能和免疫水平下降等，难以消除，如甲醛挥发期长达3-15年。如何及时有效的清除释放出来的甲醛等有害气体，成为迫切需要解决的民生问题。
通过采用高效率的可见光纳米TiO2，使得纳米TiO2对光的应用超过紫外线范围，实现在日光灯光和可见光下进行光催化反应。当其在墙体表面固化成膜后，能分解空气中的有害物质，将有害物质氧化分解成CO2和H2O，从而实现对室内和公共场所的空气净化。
目前，市场上有各种各样的，质量参差不一，气净化效果不理想，甚至还可能造成反效果，并且制备过程复杂，成本高。
发明内容
本发明针对现有空气净化光触媒存在的不足，提供一种空气净化效果好、制备工艺简单、成本低的纳米光触媒墙用环保喷涂剂。该喷涂剂能固化在墙体表面，通过日光灯光和可见光照射就能快速分解室内有害气体。本发明同时提供一种该纳米光触媒墙用环保喷涂剂的制备方法。
本发明的纳米光触媒墙用环保喷涂剂，由以下重量份数的配比组成，去离子水100份、纳米TiO2光催化剂0.6-1.5份、成膜剂0.01-0.05份和稳定分散剂0.2-1份。
所述纳米TiO2光催化剂为锐钛型未改性的5nm-20nm TiO2。
所述成膜剂为无机胶粘剂羟丙基甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟乙基纤维素、聚阴离子纤维素、羧甲基纤维素、羧甲基纤维素钠中的一种或几种的任意比例混合物。
所述稳定分散剂为：水玻璃、焦磷酸钠、六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、多聚磷酸钠盐中的一种或几种的任意比例混合物。
上述纳米光触媒墙用环保喷涂剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份数分别取去离子水100份、纳米TiO2光催化剂0.6-1.5份、成膜剂0.01-0.05份和稳定分散剂0.2-1份；
(2)将稳定分散剂分散于去离子水中，搅拌混和均匀，配成稳定的水分散液。
(3)将纳米TiO2光催化剂加入到步骤(2)配成的水分散液中，搅拌混和均匀，配成水纳米分散液；
(4)将成膜剂加入步骤(3)所配成的水纳米分散液中，搅拌混和均匀，得到的悬浊液即为纳米光触媒墙用环保喷涂剂。
上述光触媒墙用环保喷涂剂由于采用了锐钛型未改性的5nm-20nm二氧化钛和无机材料，在喷涂成膜后能有效的保持纳米粒子在物体表面的裸露性，即保证了纳米粒子在受到光照后的电子跃迁和空穴对的生成，当其附着在墙体表面时，裸露的纳米粒子通过日光灯光和可见光的照射就能使室内的有害气体快速分解，实现了室内气体的净化和消毒杀菌的作用。
本发明工艺简单，投资小，制备的纳米光触媒墙用环保喷涂剂24小时甲醛去除率达81％、苯去除率82％、TVOC去除率78％，与现有技术相比有害气体去除率高出近1倍，抗(抑)菌性能显著，大肠杆菌抗菌率90.43％、金黄色葡萄球菌抗菌率99.82％、肺炎克雷伯氏菌抗菌率91.67。
具体实施方式
以下各实施例中所用纳米TiO2光催化剂为的锐钛型未改性的5nm-20nm TiO2；所用成膜剂为无机胶粘剂羟丙基甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟乙基纤维素、聚阴离子纤维素、羧甲基纤维素、羧甲基纤维素钠中的一种或几种的任意比例混合物；所用稳定分散剂为：水玻璃、焦磷酸钠、六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、多聚磷酸钠盐中的一种或几种的任意比例混合物。
实施例1
取稳定分散剂0.4克加入到200克去离子水中高速搅拌20分钟，搅拌混配成水分散液，继续搅拌同时向分散液中缓缓加入纳米二氧化钛1.2克搅拌60分钟后再加入成膜剂0.02克，继续搅拌20分钟，即得到稳定的纳米光触媒墙用环保喷涂剂。
实施例2
取稳定分散剂0.8克加入到200克去离子水中高速搅拌20分钟，搅拌混配成水分散液，继续搅拌同时向分散液中缓缓加于纳米二氧化钛1.8克搅拌60分钟后加入成膜剂0.04克搅拌20分钟，即可得到稳定的纳米光触媒墙用环保喷涂剂。
实施例3
取稳定分散剂0.15克加入到200克去离子水中高速搅拌20分钟，搅拌混配成水分散液，继续搅拌同时向分散液中缓缓加于纳米二氧化钛2.2克搅拌60分钟后加入成膜剂0.05克搅拌20分钟，即可得到稳定的纳米光触媒墙用环保喷涂剂。
实施例4
取稳定分散剂2克加于到200克去离子水中高速搅拌20分钟，搅拌混配成水分散液，继续搅拌同时向分散液中缓缓加于纳米二氧化钛3克搅拌60分钟后加入成膜剂0.1克搅拌20分钟，即可得到稳定的纳米光触媒墙用环保喷涂剂。
上述各实施例通过选用不同条件制备纳米光触媒墙用环保喷涂剂，都可以得到水分散喷剂，所得到的喷剂在水中具有良好的稳定性。

Claims (2)

1.一种纳米光触媒墙用环保喷涂剂，其特征是：由以下重量份数的配比组成，去离子水100份、纳米TiO2光催化剂0.6-1.5份、成膜剂0.01-0.05份和稳定分散剂0.2-1份；所述成膜剂为羟丙基甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟乙基纤维素、聚阴离子纤维素、羧甲基纤维素、羧甲基纤维素钠中的一种或几种的任意比例混合物；所述纳米TiO2光催化剂为锐钛型未改性的5nm-20nmTiO2。
2.一种权利要求1所述纳米光触媒墙用环保喷涂剂的制备方法，其特征是，包括以下步骤：
(1)按重量份数分别取去离子水100份、纳米TiO2光催化剂0.6-1.5份、成膜剂0.01-0.05份和稳定分散剂0.2-1份；
(2)将稳定分散剂分散于去离子水中，搅拌混和均匀，配成稳定的水分散液；
(3)将纳米TiO2光催化剂加入到步骤(2)配成的水分散液中，搅拌混和均匀，配成水纳米分散液；
(4)将成膜剂加入步骤(3)所配成的水纳米分散液中，搅拌混和均匀，得到的悬浊液即为纳米光触媒墙用环保喷涂剂。
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