CN102671658A

CN102671658A - 一种治理室内污染用活性型纳米光触媒及其制备方法

Info

Publication number: CN102671658A
Application number: CN2011100646053A
Authority: CN
Inventors: 赵琛均
Original assignee: SHANGHAI HUAIXIN ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI HUAIXIN ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2011-03-17
Filing date: 2011-03-17
Publication date: 2012-09-19

Abstract

本发明一种治理室内污染用活性型纳米光触媒，包括二氧化钛，纳米级硅酸盐玻璃晶体，分散剂，调合剂，纳米银，各成份的质量百分比含量为：现有技术传统的纳米级二氧化钛作为光触媒0.1~2%，纳米级硅酸盐玻璃晶体0.1~5%，分散剂0.1~6%，调合剂1~6%，纳米银成分含量为0.04-2%，余量为水。本发明还公开了一种治理室内污染用活性型纳米光触媒的制备方法。本发明具有极强的吸附能力，可高效吸附环境空气中的污染物，同时利用光触媒在有光时分解去除被吸附的污染物。因此，有光、无光的交替的环境下本发明产品能保持高效地去除污染物等优点。

Description

一种治理室内污染用活性型纳米光触媒及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种光触媒，尤其涉及的是一种适用于装修污染治理的纳米光触媒产品。

背景技术

“人类癌症的85%以上是由环境因素引起的”,而且人类90%的时间再室内度过，室内环境污染问题更应注意。然而，不幸的是，室内污染已经成为继大气污染和光污染之后的全球第三大污染源。室内污染物超标会对人体造成伤害，轻者引起头痛、头昏、乏力及呼吸道疾病，重者则可引起癌变，尤其对孕妇、儿童、老人等抵抗力弱的群体伤害巨大。据中国室内装饰协会室内环境检测中心介绍，室内空气污染物主要来源于室内装饰材料、建筑物本身及室外污染物。其中室内装饰材料及家具的污染时目前造成室内空气污染的主要原因，刨花板、油漆、胶合板.、内墙涂料、塑料贴面等材料均含有甲醛、苯、甲苯等污染物质。

在我国室内装修行业刚刚起步，室内装修材料还存在诸多的问题。比如，在国家针对家庭装饰材料的抽样检查发现，有毒气体污染的材料占据了78%。这些有毒气体对人体危害很大，有的具有相当的致癌性。尤其是甲醛（甲醛已经被世界卫生组织WHO确定为I类致癌物），为刺激性气体，具有强烈的致癌和促癌作用。长期接触低剂量甲醛容易引发慢性呼吸道疾病、月经絮乱、妊娠综合症、新生儿染色体异常、青少年记忆力和智力下降。所有接触者中，儿童和孕妇受危害最大。因此，室内污染刻不容缓，如何在尽量短的时间全方位地除去空气中的污染物质，有效地净化空气已成为当务之急。

近年来，各种新型的光触媒产品不断涌现，从起始阶段光触媒产品只能利用有限的太阳光中的紫外线部分慢慢发展到目前可以利用太阳光的可见光部分，甚至有的光触媒产品还可以利用室内的灯光。但不管光触媒产品如何发展，有一个缺陷必须重视，就是单一光触媒成分的产品必须依赖光，在无光的条件下单一光触媒成分的产品就不会发生作用。目前市场上使用的光触媒产品中的VOC:挥发性有机物，它的毒性、刺激性、致癌性和特殊的气味性，会影响皮肤和黏膜，对人体产生急性损害。TVOC:总挥发性有机物，是三种有机污染物（多环芳烃、挥发性有机物和醛类化合物）中影响较为严重的一种。

发明内容

有鉴于此，为了填补现有技术单一光触媒成分产品依赖光的局限，本发明提出了一种活性型光触媒，通过选配特殊的玻璃晶体使本发明产品在无光的情况下去除装修污染功效，该产品尤其适用于治理室内装修污染环境。

本发明是通过以下技术方案实现的，一种治理室内污染用活性型纳米光触媒，包括二氧化钛，纳米级硅酸盐玻璃晶体，分散剂，调合剂，纳米银，各成份的质量百分比含量为：现有技术传统的纳米级二氧化钛作为光触媒0.1~2%，纳米级硅酸盐玻璃晶体0.1~5%，分散剂0.1~6%，调合剂1~6%，纳米银成分含量为0.04-2%，余量为水。

所述的纳米玻璃晶体可高效地吸附有机、无机污染物，该玻璃晶体的微孔具有极强的吸附能力，并且不受有无光的限制。该玻璃晶体可以选用国内外市售的超微细硅酸盐玻璃晶体的产品，为了和纳米级二氧化钛及纳米银混合使用后达到最佳效果，本发明通过筛选选取了微观状态具有纳米级的0.1-0.9nm的孔道，比表面积达到500~750㎡/g，粉密度为0.3~0.5g/c㎡，平均粒径为0.5~3.0微米的玻璃晶体。同时，由于该特殊玻璃晶体微细化，再加上其表面积很大，一部分纳米级二氧化钛及纳米银可以很好地附着在特殊玻璃晶体的表面，长时间发挥去除污染物质、抗菌、除臭效果；

所述的纳米玻璃晶体为硅酸盐类玻璃晶体，具体为硅酸铝、硅酸镁、硅酸镁铝、硅酸铝铁等硅酸盐类的一种或任意混合。

所述的分散剂，调合剂共存于本发明产品体系中，其中：分散剂必须保证纳米二氧化钛、纳米玻璃晶体、纳米银在溶剂中很好地分散，不发生凝聚，充分保持其纳米特性，保证其功能稳定持久；同时，也要考虑分散剂对产品粘性的影响，要保证本发明产品对基材保留优良的附着力，不易脱落。调合剂必须使二氧化钛、玻璃晶体、银纳米颗粒在被涂物表面长时间、更好的附着，以长时间发挥光触媒的功效；同时，也要考虑调合剂会对产品纳米颗粒有凝聚影响。另外，调合剂完全覆盖光触媒的话，光触媒效果就无法发挥，在选择材料时应考虑到这点。

所述的分散剂为硅油、硅烷、硅氧烷中的一种或任意几种的混合。所述的调合剂选择为丙烯酸、羧酸、氧化硅、溶纤剂中的一种或任意几种的混合。

本发明是在传统单一光触媒产品基础上添加了无光触媒成分，使本产品不再受光源的限制，具体来说在阳光、灯光甚至是室内荧光灯等微弱光照下本发明中的光触媒成分能够产生带负电的电子和带正电的空穴，空穴与电子发生分离，并向颗粒表面迁移，此时，迁移到颗粒表面的空穴与水经过一系列反应产生羧基自由基，羧基自由基具有超强的氧化能力，可以氧化环境中各种有机污染物（如甲醛、苯、TVOC）及无机污染物（如氨、氮氧化物等），生成对人体无害的小分子无机物如二氧化碳和水。在有光或无光条件下，本发明中的无光触媒成分玻璃晶体的微孔都具有极强的吸附能力，可高效吸附环境空气中的污染物，然后利用光触媒在有光时进一步分解去除被吸附的污染物。因此，在有光、无光的交替的生活环境下本发明产品能保持高效地去除污染物的能力。

本发明一种治理室内污染用活性型纳米光触媒的制备方法为将二氧化钛、玻璃晶体、纳米银河一定量的溶剂水混合搅拌，然后加入分散剂搅拌，得到预备液，把少量水和调合剂掺兑混合搅拌，再将之倒入预备液中搅拌混合即可得到本发明产品。利用普通的喷雾器将本发明产品全面积喷射于新装修房间，即可完成使用。本发明产品本身无毒无害，成膜速度快、硬度高。

本发明产品适用于在新装修的家居、新家具、新买的车辆、家庭有异臭味的房间、等使用，还适用于在医院、网吧、KTV、办公区等公共场所的抗菌处理。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。各实施例均为制作100公斤产品时的实施例。

实施例1

取二氧化钛0.1公斤、硅酸铝镁0.1公斤、银0.05公斤和95.95公斤水混合搅拌，转速1000-2000转/分，搅拌5-12分钟，然后加入硅油0.1公斤搅拌5-12分钟，得到液剂1。把2.7公斤水与1公斤化硅混合搅拌，转速1000-2000转/分，搅拌1-12分钟，最后倒入液剂1中搅拌1-12分钟即可得到100公斤该产品。

实施例2

取2公斤二氧化钛、2公斤硅酸镁、1公斤银和76公斤水混合搅拌，转速1000-2000转/分，搅拌5-12分钟，然后加入5公斤硅烷搅拌5-12分钟，得到液剂2。把10公斤水与5公斤羧酸混合搅拌，转速1000-2000转/分，搅拌1-12分钟，最后倒入液剂2中搅拌1-12分钟即可得到100公斤该产品。

实施例3

取1.5公斤二氧化钛、0.75公斤硅酸铝、0.5公斤银多和88公斤水混合搅拌，转速1000-2000转/分，搅拌5-12分钟，然后加入2公斤硅氧烷搅拌5-12分钟，得到液剂3.把4.25公斤水与2公斤丙烯酸混合搅拌，转速1000-2000转/分，搅拌1-12分钟，最后倒入液剂3中搅拌1-12分钟即可得到100公斤该产品。此产品在无光条件下经过72小时对甲醛、苯、TVOC的去除率分别为52%、66%、70%。

实施例4

取1.5公斤二氧化钛、1.5公斤硅酸铝、0.5公斤银和88公斤水混合搅拌，转速1000-2000转/分，搅拌5-12分钟，然后加入2%硅氧烷搅拌5-12分钟，得到液体4.把3.5公斤水与2公斤丙烯酸混合搅拌，转速1000-2000转/分，搅拌1-12分钟，最后倒入液剂4中搅拌1-12分钟即可得到100公斤该产品。经检测其在无光条件下72小时对TVOC的去除率为73%。

实施例5

取1.5公斤二氧化钛、2.5公斤硅酸铝、1公斤银和88公斤水混合搅拌，转速1000-2000转/分，搅拌5-12分钟，然后加入2公斤硅氧烷搅拌5-12分钟，得到液剂5.把3公斤水与2公斤丙烯酸混合搅拌，转速1000-2000转/分，搅拌1-12分钟，最后倒入液剂5中搅拌1-12分钟即可得到100公斤该产品。经检测其在无光条件下72小时对TVOC的去除率为79%。

实施例6

取1.5公斤二氧化钛、4公斤硅酸铝、1.5公斤银和87公斤水混合搅拌，转速1000-2000转/分，搅拌5-12分钟，然后加入2公斤硅氧烷搅拌5-12分钟，得到液剂6.把2.5公斤水与2公斤丙烯酸混合搅拌，转速1000-2000转/分，搅拌1-12分钟，最后倒入液剂6中搅拌1-12分钟即可得到100公斤该产品。经检测其在无光条件下72小时对TVOC的去除率为82%。

综合实施例3-6得知，硅酸铝的含量为5%时其在无光条件下对TVOC的去除效果最佳。而现有的单一光触媒成分组成的产品在无光条件下对TVOC几乎不具有任何去除能力。

本发明活性型光触媒产品在无光条件下，24小时、48小时、72小时内其对甲醛、苯、TVOC的去除率个数据分别为37%、42%、60%、46%、59%、65%、55%、66%、75%。本实验采用QB/T2761-2006室内空气净化产品净化效果测定方法，具体步骤如下：

1）将未经处理的基纸悬挂于空白实验舱A中。再将经过喷涂净化材料的基纸悬挂于实验室B中。

2）将装有配好的污染物释放源A1和B1的容器分别放置于空白实验舱A和样品实验舱B中，立即关闭舱门。

3）开启空白实验舱A及样品实验舱B的风扇，搅拌1min，使舱内空气与释放源释放的污染物混匀后，同时关闭风扇，对空白舱内进行空气采样，测定空白舱内空气中污染物浓度位为初始浓度，记作C0.

4)24h、48h、72h后分别对两舱内空气污染物的浓度进行采样，分析测试，即为某一时间段A、B舱的浓度值，记作CA与CB。

去除率可按下列公式计算。

Y=(CA-CB)/CA*100

式中：Y-去除率，%；CA-空白实验舱污染物浓度值，mg/m3；CB-样品实验舱污染物浓度值，mg/m3；以释放污染物TVOC为例，72h后空白实验舱TVOC浓度值CA=2.86mg/m3

样品实验舱污染物TVOC浓度值CB=0.846mg/m3，Y=（CA-CB）/CA*100=75%.

Claims

1.一种治理室内污染用活性型纳米光触媒，包括二氧化钛，纳米级硅酸盐玻璃晶体，分散剂，调合剂，纳米银，其特征在于：各成份的质量百分比含量为：现有技术传统的纳米级二氧化钛作为光触媒0.1~2%，纳米级硅酸盐玻璃晶体0.1~5%，分散剂0.1~6%，调合剂1~6%，纳米银成分含量为0.04-2%，余量为水。

2.如权利要求1所述的一种治理室内污染用活性型纳米光触媒，其特征在于：所述的纳米玻璃晶体为硅酸盐类玻璃晶体，具体为硅酸铝、硅酸镁、硅酸镁铝、硅酸铝铁等硅酸盐类的一种或任意混合。

3.如权利要求1所述的一种治理室内污染用活性型纳米光触媒，其特征在于：所述的分散剂为硅油、硅烷、硅氧烷中的一种或任意几种的混合。

4.如权利要求1所述的一种治理室内污染用活性型纳米光触媒，其特征在于：所述的调合剂选择为丙烯酸、羧酸、氧化硅、溶纤剂中的一种或任意几种的混合。

5.一种治理室内污染用活性型纳米光触媒制备方法，其特征在于：制备步骤为:将二氧化钛、玻璃晶体、纳米银河一定量的溶剂水混合搅拌，然后加入分散剂搅拌，得到预备液，把少量水和调合剂掺兌混合搅拌，再将之倒入预备液中搅拌混合即可得到本发明产品。