CN104907034A - 一种光触媒吸附剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光触媒吸附剂，由复合多孔无机超细粉体，纳米锐钛二氧化钛溶液，双电子层超级分散剂等材料组成；并且将上述原料经过混合，初步分散，高速分散以及研磨，过滤等工序，即可得到光触媒吸附剂。本发明解决了现有技术中存在的光触媒颗粒沉淀以及纳米二氧化钛团聚的问题，提高了光触媒吸附剂吸附甲醛的效率，能够高效的净化室内空气。

Description

一种光触媒吸附剂及其制备方法

技术领域

本发明属于精细化工技术领域，涉及一种光触媒吸附剂，还涉及一种光触媒吸附剂的制备方法。

背景技术

近年来，随着人民生活水平的提高和居住条件的改善，家装被越来越多的人重视，随之而来的室内装修污染也摆在人们的面前，这些有害物质主要是甲醛、苯系物、氨和其它挥发性有机物(VOCs)，而其中甲醛含量最高危害最大。随着纳米光触媒的出现，我们可以利用纳米光触媒的光催化原理，将污染物进行光解消除。纳米二氧化钛以其良好的化学活性被广泛应用在涂料和装修治理中。由于它被涂布在室内的所有墙壁和屋顶，与室内空气的接触面积大，效果明显。但是，纳米光触媒只有在阳光、紫外光和可见光的条件下才能分解有害物质，到了夜间没有光线的时候就停止工作了。

而有呼吸功能的内墙涂料往往会使用硅藻土等拥有比活性炭更细微的孔型结构的材料，不仅有呼吸水分的功能，而且这种材料吸附力强，不仅材料本身是环保的，能够吸收有害物，保护家居环境的健康安全。但单纯的硅藻土本身只有吸附，没有降解功能。吸附作用是一种物理功能，并不能分解有机物。并且，当达到饱和吸附之后，被吸附的气体物质肯定会有一部分在室内温度、湿度变化的条件下脱附。这就意味着如果饱和吸附的是有害的气体，那么有害气体有可能重新释出。“因家庭装修或家具造成的有害气体中，甲醛释放时间长达十余年。因此，如果室内甲醛污染严重超标，仅靠硅藻土或其它多孔材料的吸附功能很难持续确保室内空气质量达标。

如果将多孔吸附剂加入到纳米光触媒溶液中，喷涂在墙面，那么将会能使光触媒与吸附剂取长补短，昼夜发挥作用。通过先进的复配技术，可以将纳米二氧化钛粒子负载到多孔无机颗粒表面，使孔洞表面布满“光触媒”。吸附剂本身可以吸附甲醛等有害气体，而“光触媒”在可见光之下，可以将这些有害物进行分解，从而降解有害物。

虽然有将硅藻土与光触媒进行复配的报道，但是能成功解决颗粒的沉淀问题以及纳米二氧化钛的团聚问题，做到真正纳米级别的光触媒吸附剂，未见报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种光触媒吸附剂，解决了现有技术中存在的光触媒颗粒沉淀以及纳米二氧化钛团聚的问题，提高了光触媒吸附剂吸附甲醛的效率。

本发明所采用的技术方案是，一种光触媒吸附剂，按照重量百分比由以下组分组成，纳米锐钛二氧化钛溶液90-98％，双电子层超级分散剂0.1-1％，复合多孔无机超细粉体1-9％，以上组分的质量百分比之和为100％；

其中复合多孔无机超细粉体为表面具有多孔特征，且能够吸附有害气体的超细无机粉体无毒材料。

本发明的特点还在于，

其中纳米锐钛二氧化钛溶液的浓度为0.5-2％。

其中复合多孔无机超细粉体为多孔吸附型沉淀法二氧化硅、吸附型硅粉或层析用二氧化硅。

本发明的另一技术方案是，一种光触媒吸附剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，按照重量百分比取以下原料，复合多孔无机超细粉体1-9％，纳米锐钛二氧化钛溶液90-98％，双电子层超级分散剂0.1-1％，以上原料的质量百分比之和为100％；

步骤2，将步骤1中取得的复合多孔无机超细粉体和小于一半的纳米锐钛二氧化钛溶液混合并且进行初步分散，得到初步分散材料，所述初步分散的分散速度为300-600r/min，分散时间为8-15min；

步骤3，将步骤2中得到的初步分散材料进行高速分散，然后再加入剩下的纳米锐钛二氧化钛溶液，并且搅拌均匀，得到初级成品，所述高速分散的分散速度为600-1200r/min，分散时间为8-15min；

步骤4，将步骤3中得到的初级成品经过胶体研磨进行研磨12-20min，再将其过滤即可得到光触媒吸附剂。

本发明的特点还在于：

其中步骤4中的过滤使用150-260目的尼龙过滤网进行过滤。

其中步骤1中纳米锐钛二氧化钛溶液的浓度为0.5-2％。

其中步骤1中的复合多孔无机超细粉体为表面具有多孔特征，且能够吸附有害气体的超细无机粉体无毒材料。

其中步骤1中的复合多孔无机超细粉体为多孔吸附型沉淀法二氧化硅、吸附型硅粉或层析用二氧化硅。

本发明的有益效果是，使用能够吸附有害气体的超细无机粉体无毒的复合多孔无机超细粉体，其具有表面具有多孔结构，并且使用双电子层超级分散剂将复合多孔无机超细粉体和纳米锐钛二氧化钛结合起来，解决了粉体的沉淀和二氧化钛的团聚问题；并且使纳米二氧化钛粒子负载到多孔无机颗粒表面，使孔洞表面布满“光触媒”，使其能够更大范围内吸附甲醛等有害气体；并且该吸附剂的净化空气功能大大超过单纯的光触媒涂层或者单独的吸附性涂层，能更加高效地净化室内空气。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明提供了一种光触媒吸附剂，按照质量百分比由以下原料组成，纳米锐钛二氧化钛溶液90-98％，双电子层超级分散剂0.1-1％，复合多孔无机超细粉体1-9％，以上组分的质量总和为100。其中复合多孔无机超细粉体为表面具有多孔特征，且能够吸附有害气体的超细无机粉体无毒材料，具体为多孔吸附型沉淀法二氧化硅、吸附型硅粉或层析用二氧化硅；纳米锐钛二氧化钛溶液的浓度为0.5-2％。

本发明还提供了上述光触媒吸附剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，按照重量百分比取以下原料，复合多孔无机超细粉体1-9％，纳米锐钛二氧化钛溶液90-98％，双电子层超级分散剂0.1-1％，以上原料的质量百分比之和为100％；

步骤2，将步骤1中取得的复合多孔无机超细粉体和小于一半的纳米锐钛二氧化钛溶液混合并且进行初步分散，得到初步分散材料，所述初步分散的分散速度为300-600r/min，分散时间为8-15min；

步骤3，将步骤2中得到的初步分散材料进行高速分散，然后再加入剩下的纳米锐钛二氧化钛溶液，并且搅拌均匀，得到初级成品，所述高速分散的分散速度为600-1200r/min，分散时间为8-15min；

步骤4，将步骤3中得到的初级成品经过胶体研磨进行研磨12-20min，再使用150-260目的尼龙过滤网将其过滤即可得到光触媒吸附剂。

本发明一种光触媒吸附剂及其制备方法的具体实施例为：

实施例一

按质量百分比称取以下原料：浓度为2％的纳米锐钛二氧化钛溶液90％，双电子层超级分散剂1％，多孔吸附型沉淀法二氧化硅9％，以上组分的质量百分比总和为100％；其中多孔吸附型沉淀法二氧化硅也可由吸附型硅粉或层析用二氧化硅代替；

然后将多孔吸附型沉淀法二氧化硅和小于41％的纳米锐钛二氧化钛溶液混合并且使用分散机进行初步分散，初步分散的分散速度为300r/min，分散时间为15min，得到初步分散材料；

再将上述初步分散材料使用分散机进行高速分散，高速分散的分散速度为600r/min，分散时间为15min；之后再添加剩余的纳米锐钛二氧化钛溶液，并且搅拌均匀，得到初级成品；

将初级成品使用胶体研磨机进行研磨12min，再使用150目的尼龙过滤网进行过滤，即可得到光触媒吸附剂。

实施例二

按质量百分比称取以下原料：浓度为0.9％的纳米锐钛二氧化钛溶液98％，双电子层超级分散剂1％，多孔吸附型沉淀法二氧化硅1％，以上组分的质量百分比总和为100％；其中多孔吸附型沉淀法二氧化硅也可由吸附型硅粉或层析用二氧化硅代替；

然后将多孔吸附型沉淀法二氧化硅和小于一半的纳米锐钛二氧化钛溶液混合并且使用分散机进行初步分散，初步分散的分散速度为600r/min，分散时间为8min，得到初步分散材料；

再将上述初步分散材料使用分散机进行高速分散，高速分散的分散速度为1200r/min，分散时间为8min；之后再添加剩余的纳米锐钛二氧化钛溶液，并且搅拌均匀，得到初级成品；

将初级成品使用胶体研磨机进行研磨20min，再使用260目的尼龙过滤网进行过滤，即可得到光触媒吸附剂。

实施例三

按质量百分比称取以下原料：浓度为0.8％的纳米锐钛二氧化钛溶液91％，双电子层超级分散剂0.8％，多孔吸附型沉淀法二氧化硅8.2％，以上组分的质量百分比总和为100％；其中多孔吸附型沉淀法二氧化硅也可由吸附型硅粉或层析用二氧化硅代替；

然后将多孔吸附型沉淀法二氧化硅和小于一半的纳米锐钛二氧化钛溶液混合并且使用分散机进行初步分散，初步分散的分散速度为400r/min，分散时间为10min，得到初步分散材料；

再将上述初步分散材料使用分散机进行高速分散，高速分散的分散速度为1000r/min，分散时间为10min；之后再添加剩余的纳米锐钛二氧化钛溶液，并且搅拌均匀，得到初级成品；

将初级成品使用胶体研磨机进行研磨15min，再使用200目的尼龙过滤网进行过滤，即可得到光触媒吸附剂。

实施例四

按质量百分比称取以下原料：浓度为0.5％的纳米锐钛二氧化钛溶液92％，双电子层超级分散剂0.5％，多孔吸附型沉淀法二氧化硅7.5％，以上组分的质量百分比总和为100％；其中多孔吸附型沉淀法二氧化硅也可由吸附型硅粉或层析用二氧化硅代替；

然后将多孔吸附型沉淀法二氧化硅和小于一半的纳米锐钛二氧化钛溶液混合并且使用分散机进行初步分散，初步分散的分散速度为500r/min，分散时间为12min，得到初步分散材料；

再将上述初步分散材料使用分散机进行高速分散，高速分散的分散速度为1100r/min，分散时间为9min；之后再添加剩余的纳米锐钛二氧化钛溶液，并且搅拌均匀，得到初级成品；

将初级成品使用胶体研磨机进行研磨18min，再使用240目的尼龙过滤网进行过滤，即可得到光触媒吸附剂。

实施例五

按质量百分比称取以下原料：浓度为1.3％的纳米锐钛二氧化钛溶液92％，双电子层超级分散剂0.6％，多孔吸附型沉淀法二氧化硅7.4％，以上组分的质量百分比总和为100％；其中多孔吸附型沉淀法二氧化硅也可由吸附型硅粉或层析用二氧化硅代替；

然后将多孔吸附型沉淀法二氧化硅和小于一半的纳米锐钛二氧化钛溶液混合并且使用分散机进行初步分散，初步分散的分散速度为400r/min，分散时间为13min，得到初步分散材料；

再将上述初步分散材料使用分散机进行高速分散，高速分散的分散速度为700r/min，分散时间为14min；之后再添加剩余的纳米锐钛二氧化钛溶液，并且搅拌均匀，得到初级成品；

将初级成品使用胶体研磨机进行研磨15min，再使用210目的尼龙过滤网进行过滤，即可得到光触媒吸附剂。

实施例六

按质量百分比称取以下原料：浓度为1.2％的纳米锐钛二氧化钛溶液96％，双电子层超级分散剂0.3％，多孔吸附型沉淀法二氧化硅3.7％，以上组分的质量百分比总和为100％；其中多孔吸附型沉淀法二氧化硅也可由吸附型硅粉或层析用二氧化硅代替；

然后将多孔吸附型沉淀法二氧化硅和小于一半的纳米锐钛二氧化钛溶液混合并且使用分散机进行初步分散，初步分散的分散速度为300r/min，分散时间为14min，得到初步分散材料；

再将上述初步分散材料使用分散机进行高速分散，高速分散的分散速度为1200r/min，分散时间为10min；之后再添加剩余的纳米锐钛二氧化钛溶液，并且搅拌均匀，得到初级成品；

将初级成品使用胶体研磨机进行研磨14min，再使用220目的尼龙过滤网进行过滤，即可得到光触媒吸附剂。

Claims (8)

1.一种光触媒吸附剂，其特征在于，按照重量百分比由以下组分组成，纳米锐钛二氧化钛溶液90-98％，双电子层超级分散剂0.1-1％，复合多孔无机超细粉体1-9％，以上组分的质量百分比之和为100％；

所述复合多孔无机超细粉体为表面具有多孔特征，且能够吸附有害气体的超细无机粉体无毒材料。

2.根据权利要求1所述的一种光触媒吸附剂，其特征在于，所述纳米锐钛二氧化钛溶液的浓度为0.5-2％。

3.根据权利要求1所述的一种光触媒吸附剂，其特征在于，所述复合多孔无机超细粉体为多孔吸附型沉淀法二氧化硅、吸附型硅粉或层析用二氧化硅。

4.一种如权利要求1所述的光触媒吸附剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，按照重量百分比取以下原料，复合多孔无机超细粉体1-9％，纳米锐钛二氧化钛溶液90-98％，双电子层超级分散剂0.1-1％，以上原料的质量百分比之和为100％；

步骤2，将步骤1中取得的复合多孔无机超细粉体和小于一半的纳米锐钛二氧化钛溶液混合并且进行初步分散，得到初步分散材料，所述初步分散的分散速度为300-600r/min，分散时间为8-15min；

步骤3，将步骤2中得到的初步分散材料进行高速分散，然后再加入剩下的纳米锐钛二氧化钛溶液，并且搅拌均匀，得到初级成品，所述高速分散的分散速度为600-1200r/min，分散时间为8-15min；

步骤4，将步骤3中得到的初级成品经过胶体研磨进行研磨12-20min，再将其过滤即可得到光触媒吸附剂。

5.根据权利要求4所述的一种光触媒吸附剂的制备方法，其特征在于，所述步骤4中的过滤使用150-260目的尼龙过滤网进行过滤。

6.根据权利要求4所述的一种光触媒吸附剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1的纳米锐钛二氧化钛溶液的浓度为0.5-2％。

7.根据权利要求4所述的一种光触媒吸附剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1中的复合多孔无机超细粉体为表面具有多孔特征，且能够吸附有害气体的超细无机粉体无毒材料。

8.根据权利要求4-7所述的任意一种光触媒吸附剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1中的复合多孔无机超细粉体为多孔吸附型沉淀法二氧化硅、吸附型硅粉或层析用二氧化硅。