CN102702807A

CN102702807A - 一种光催化复合涂料及其制备方法

Info

Publication number: CN102702807A
Application number: CN2012101969085A
Authority: CN
Inventors: 金凌云; 罗声宏
Original assignee: JINHUA FUTE CATALYZE TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: JINHUA FUTE CATALYZE TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-06-14
Filing date: 2012-06-14
Publication date: 2012-10-03
Anticipated expiration: 2032-06-14
Also published as: CN102702807B

Abstract

一种光催化复合涂料及其制备方法，包括硅藻土、TiO₂、C₃N₄、Au(OH)₃和AgOH，TiO₂和C₃N₄的总质量为硅藻土的5～20wt%，其中TiO₂与C₃N₄的质量比为1:0.2～1:3；Au(OH)₃和AgOH的总质量为硅藻土的0.002～0.02wt%，其中Au(OH)₃与AgOH的质量比为1:0.5～1:2。其制备方法为将硅藻土、TiO₂和C₃N₄、Au(OH)₃和AgOH按比例混合后研磨成150～200目，然后在N₂气氛中300～500℃焙烧4小时制得。该涂料具有吸附和可见光催化剂功能，可以调节室内湿度，更好地净化室内空气。

Description

一种光催化复合涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种光催化复合涂料及其制备方法。

背景技术

硅藻土具有多孔质构造和优良的吸附性能，具有净化空气、调节室内湿度、保温节能、防火阻燃、降噪隔音等功效，广泛应用于建筑木架结构房屋、亭台、室内装饰用等。由于人们生活水平的不断提高，大家对室内装饰材料的要求也不断提高。中国的涂料在经历过的一百多年的演变中，已经从最初的保护、遮盖功能时代，过渡到装饰功能时代。一种集功能性、环保性、艺术性于一体的新型墙面装饰材料已为市场所急需。硅藻土不仅自身不含任何污染，而且具有吸附性能，是传统装饰壁材的理想替代品。当硅藻土壁材较大面积地使用于室内墙面时，空气中漂浮的各种有害气体分子和污染物颗粒如甲醛、苯、硫化物等就会被吸附，从而达到滤清空气的作用。然而，由于硅藻土只有吸附功能，不能彻底消除这些有害物质。

随着光催化功能的不断开发，二氧化钛型光催化剂已广泛应用于涂料中。光催化涂料是利用自然光产生光催化效应，使吸附在催化剂表面的氧气和水分子激发生成具有超活性的OH·和O₂·自由基，这些具有强氧化性的自由基几乎可以分解所有对人体或环境有害的有机物质和部分无机物质，最终可将有机物、细菌等分解为二氧化碳和水，起到净化空气的作用。但是由于二氧化钛只有在紫外光的作用下才具有催化活性，而太阳光中紫外光的含量很低，所以光催化效果不佳。为此需要开发具有可见光活性的光催化涂料，以解决室内污染问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种有吸附和光催化双功能的复合涂料及其制备方法。

为解决该技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种光催化复合涂料，其特征在于：原料包括硅藻土、TiO₂、C₃N₄、Au(OH)₃和AgOH，TiO₂和C₃N₄的总质量为硅藻土的5～20wt%，其中TiO₂与C₃N₄的质量比为1:0.2～1:3；Au(OH)₃和AgOH的总质量为硅藻土的0.002～0.02wt%，其中Au(OH)₃与AgOH的质量比为1:0.5～1:2。

本发明的复合涂料是将硅藻土、TiO₂和C₃N₄、Au(OH)₃和AgOH按一定比例混合后研磨成150～200目，然后在N₂气氛中300～500℃焙烧4小时制得。

本发明将具有可见光催化活性的光催化剂和硅藻土复合制成具有吸附和可见光催化双功能的复合涂料。该复合涂料不仅具有硅藻土的吸附作用及调节湿度等主要功能，而且还增加了光催化功能。首先利用硅藻土自身的吸附把有害物质（油污、甲醛、苯、烟、异味、细菌等）选择性地吸附到硅藻土表面，有害物质然后迁移到光催化剂表面进行光催化反应，转变成无害的二氧化碳和水。因此，使用具有吸附和光催化双功能的复合涂料不仅可以调节室内湿度，还能更好地净化室内空气，彻底去除异味、消除甲醛、甲苯等室内的有害物质。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做出进一步的具体说明，但本发明并不限于这些实施例。

实施例1

复合涂料的制备：按照TiO₂和C₃N₄总质量与硅藻土的比例为5:100，称取100g硅藻土、4.17g TiO₂、0.83g C₃N₄,其中TiO₂与C₃N₄的质量比为1:0.2；再按照Au(OH)₃和AgOH总质量与硅藻土的比例为0.002:100，称取0.0013gAu(OH)₃、0.0007gAgOH，其中Au(OH)₃与AgOH质量比为1:0.5。上述物质混合后研磨至150～200目，然后在N₂气氛中400℃焙烧4小时，即制得双功能环保涂料。

复合涂料的光催化性能评价：取本例所制备的复合涂料10g加入1000mL玻璃瓶中，注入甲醛和甲苯，使得甲醛和甲苯的浓度均为300ppm，在室内放置5天后分析玻璃瓶中甲醛和甲苯的残留浓度，计算甲醛和甲苯的表观消除率C1。再将玻璃瓶加热至70℃，保温1小时，然后分析玻璃瓶中甲醛和甲苯的残留浓度，计算甲醛和甲苯的实际消除率C2。

实施例2

复合涂料的制备：按照TiO₂和C₃N₄总质量与硅藻土的比例为10:100，称取100g硅藻土、6.67g TiO₂、3.33g C₃N₄,其中TiO₂与C₃N₄的质量比为1:0.5；再按照Au(OH)₃和AgOH总质量与硅藻土的比例为0.005:100，称取0.0025g Au(OH)₃、0.0025g AgOH，其中Au(OH)₃与AgOH质量比为1:1。上述物质混合后研磨至150～200目，然后在N₂气氛中400℃焙烧4小时，即制得双功能环保涂料。

复合涂料的光催化性能评价：按实施1的方法，甲醛和甲苯的表观消除率为C1，实际消除率为C2。

实施例3

复合涂料的制备：按照TiO₂和C₃N₄总质量与硅藻土的比例为20:100，称取100g硅藻土、10g TiO₂、10g C₃N₄,其中TiO₂与C₃N₄的质量比为1:1；再按照Au(OH)₃和AgOH总质量与硅藻土的比例为0.01:100，称取0.0033g Au(OH)₃、0.0067g AgOH，其中Au(OH)₃与AgOH质量比为1:2。上述物质混合后研磨至150～200目，然后在N₂气氛中400℃焙烧4小时，即制得双功能环保涂料。

实施例4

复合涂料的制备：按照TiO₂和C₃N₄总质量与硅藻土的比例为10:100，称取100g硅藻土、3.33g TiO₂、6.67g C₃N₄,其中TiO₂与C₃N₄的质量比为1:2；再按照Au(OH)₃和AgOH总质量与硅藻土的比例为0.02:100，称取0.0067g Au(OH)₃、0.0133g AgOH，其中Au(OH)₃与AgOH质量比为1:2。上述物质混合后研磨至150～200目，然后在N₂气氛中300℃焙烧4小时，即制得双功能环保涂料。

实施例5

复合涂料的制备：按照TiO₂和C₃N₄总质量与硅藻土的比例为10:100，称取100g硅藻土、2.5g TiO₂、7.5g C₃N₄,其中TiO₂与C₃N₄的质量比为1:3；再按照Au(OH)₃和AgOH总质量与硅藻土的比例为0.02:100，称取0.0067gAu(OH)₃、0.0133gAgOH，其中Au(OH)₃与AgOH质量比为1:2。上述物质混合后研磨至150～200目，然后在N₂气氛中500℃焙烧4小时，即制得双功能环保涂料。

实施例复合涂料对甲醛和甲苯的消除率见表1。

表1 实施例复合涂料对甲醛和甲苯的消除率

由表中数据可见，实施例3中的复合涂料对甲醛和甲苯的消除率最高。即TiO₂和C₃N₄总质量与硅藻土的比例为20:100，其中TiO₂与C₃N₄的质量比为1:1；Au(OH)₃和AgOH总质量与硅藻土的比例为0.01:100，其中Au(OH)₃与AgOH质量比为1:2；焙烧温度为400℃时制得的复合涂料净化效果最好。

Claims

1.一种光催化复合涂料，其特征在于：包括硅藻土、TiO₂、C₃N₄、Au(OH)₃和AgOH，TiO₂和C₃N₄的总质量为硅藻土的5～20wt%，其中TiO₂与C₃N₄的质量比为1:0.2～1:3；Au(OH)₃和AgOH的总质量为硅藻土的0.002～0.02wt%，其中Au(OH)₃与AgOH的质量比为1:0.5～1:2。

2.权利要求1所述光催化复合涂料的制备方法，其特征在于：将硅藻土、TiO₂和C₃N₄、Au(OH)₃和AgOH按比例混合后研磨成150～200目，然后在N₂气氛中300～500℃焙烧4小时制得。