CN105542523B - 一种室内高效除甲醛光触媒清漆 - Google Patents
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- C07D487/22—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, not provided for by groups C07D451/00 - C07D477/00 in which the condensed system contains four or more hetero rings
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
- C09D5/32—Radiation-absorbing paints
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/65—Additives macromolecular
Abstract
一种室内高效除甲醛光触媒清漆,由下述原料制备:TiO2‑Ag‑巯基卟啉光催化剂5~10份、蒸馏水100~200份、硅溶胶20~50份、35%乙酸0.1~0.5份与油墨润湿分散剂1~2份;制备方法是:将蒸馏水置于高速分散机,在3000~4000r/min的搅拌速度下加入油墨润湿分散剂,搅拌分散15~20 min;调整转速200~400r/min,加入TiO2‑‑Ag‑巯基卟啉光催化剂;调整转速5000~6000r/min,高速搅拌分散2~4h;调整转速2000~3000r/min,缓慢加入硅溶胶,并滴加35%乙酸5份,调整转速5000~6000r /min,搅拌2~4h;制得光触媒清漆。其在可见光条件下可高效降解室内空气中的甲醛,光响应范围宽,包含紫外光区域和部分可见光区域600nm以下均有响应,是室内空气治理的高效产品。
Description
技术领域
本发明属于室内装饰材料领域,具体地说是一种室内高效除甲醛光触媒清漆。
背景技术
随着人们生活水平的提高,装修业日益兴起,室内空气污染问题也日趋严重。现代人大多每天有80%~90%的时间是在室内度过,因而室内空气污染对人体危害较大。据有关国际组织调查,全世界每年有280万人直接或间接死于装修污染,世界上30%的新建和重修的建筑物存在有害于健康的室内空气污染。面对日益严重的室内空气污染形势,2011 年国家室内环境与环保产品质量监督检验中心开展了“首次全国室内空气大调查”,结果显示有67%的家庭装修后室内空气中污染物浓度超过《民用建筑工程室内环境污染控制规范》(GB50325-2001)所规定限值,污染物主要来自室内装修材料,如地板、油漆及各种粘结剂等长期缓慢释放的甲醛及挥发性有机物。由于胶粘剂中的甲醛释放期很长,一般长达15年,导致甲醛成为室内空气中的主要污染物。甲醛为较高毒性的物质,在我国有毒化学品优先控制名单上甲醛高居第二位。甲醛已经被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质,是公认的变态反应源,也是潜在的强致突变物之一。研究表明,甲醛具有强烈的致癌和促癌作用。甲醛对人体健康的影响主要表现在嗅觉异常、刺激、过敏、肺功能异常、肝功能异常和免疫功能异常等方面。其浓度在每立方米空气中达到0.06~0.07mg/m3 时,儿童就会发生轻微气喘;当室内空气中甲醛含量为0.1mg/m3 时, 就有异味和不适感;达到0.5mg/m3 时,可刺激眼睛,引起流泪;达到0.6mg/m3 ,可引起咽喉不适或疼痛;浓度更高时,可引起恶心呕吐,咳嗽胸闷,气喘甚至肺水肿;达到30mg/m3 时,会立即致人死亡。通过动物实验,从分子生物学水平研究上证实了室内甲醛污染对人体的遗传毒性和致癌作用、神经和生殖毒性作用,对细胞的氧化损伤、眼部和气道的刺激作用及免疫系统的毒性反应。
目前国内外空气治理研究领域中对甲醛挥发物的研究非常引人关注,常用的甲醛处理技术主要有吸附净化技术、甲醛的催化氧化技术、植物净化技术、非平衡等离子体技术、纳米光催化技术等。纳米光催化技术是近几年发展起来的一项光触媒空气净化技术,具有反应条件温和、能耗低、二次污染少、可以在常温常压下氧化分解结构稳定的有机物等优点而成为空气污染治理技术研究和开发的热点。光触媒是一种纳米级的金属氧化物材料(常用纳米二氧化钛),在紫外光照下产生羟基自由基,可以无选择性的同时降解多种有机物,使其生成小分子的CO2和 H2O,达到净化室内空气的目的,兼有杀菌消毒的作用。
目前存在的主要问题是:一是纯净的纳米二氧化钛光触媒,只吸收400nm以下的紫外光,在自然环境下,紫外光占有比例较低,不足自然光的10%,因而纯净的光触媒基本没有使用价值;作为家用光触媒,必须达到可见光吸收;当然,最好是可以吸收远红外光,这样夜晚及封闭橱柜内亦可保持良好的甲醛降解性能。二是光触媒作用必须要以氧气或水分子为媒介,在光线照射下产生催化氧化作用,起到分解有机物的功能,因而净化产品表面的光触媒在空气中的有效接触面积很关键。因此,如何拓展光触媒光响应范围至可见光,如何将纳米光触媒融入其他物质而不团聚、不被遮蔽,以及如何使纳米光触媒分布到产品表层是技术研发的重点。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种光响应范围宽、甲醛降解效率高、使用简单的室内高效除甲醛光触媒清漆。
为了解决所述技术问题,本发明所采取的技术方案如下:一种室内高效除甲醛光触媒清漆,由下述原料制备:TiO2-Ag-巯基卟啉光催化剂5~10份、蒸馏水100~200份、硅溶胶20~50份、质量百分比浓度为35%乙酸0.1~0.5份与油墨润湿分散剂1~2份;制备方法是:将蒸馏水100~200份置于高速分散机,在3000~4000r/min的搅拌速度下加入油墨润湿分散剂1~2份,搅拌分散15~20min;调整转速200~400r/min,加入TiO2-Ag-巯基卟啉光催化剂5~10份;调整转速5000~6000r/min,高速搅拌分散2~4h;调整转速2000~3000r/min,缓慢加入硅溶胶20~50份,并同时滴加35%乙酸0.1~0.5份,调整转速5000~6000r/min,搅拌2~4h;制得光触媒清漆。
TiO2-Ag-巯基卟啉光催化剂作为纳米光触媒材料,蒸馏水作为分散介质,35%乙酸作为抑制剂,硅溶胶作为清漆基质体系,油墨润湿分散剂(含颜料亲和基团的高分子量共聚物溶液)作为分散稳定剂。
本发明清漆的制备采用高速分散法,以水作为分散介质,添加油墨润湿分散助剂,在高速分散作用下将改性的光触媒材料分散在硅溶胶体系中。通过直接喷涂附着于建筑物墙体表面,从而增大光触媒材料的裸漏程度,增加其与O2和H2O的接触面积,以及接受光照的面积,达到提高光降解效率的作用。
本发明制备的高效除甲醛光触媒清漆光响应范围宽,包含紫外光区域和部分可见光区域600nm以下均有响应,甲醛降解效率高,甲醛去除速率可达7.28ppm/g.㎡.min,易附着、与空气接触面大,使用简单等特点,是室内环境治理的高效产品。
作为纳米光触媒材料的TiO2-Ag-巯基卟啉光催化剂与作为清漆基质体系的硅溶胶的制备方法如下:
1、改性光触媒材料的制备及性能表征
1.1 TiO2-Ag-巯基卟啉光催化剂的合成
(1)将1份市售纳米TiO2产品P25与1份蒸馏水加入到圆底烧瓶中,超声至均匀;缓慢逐滴加入0.5 mg/mL的AgNO3溶液,使Ag离子质量分数为0.1%,继续超声10min,然后逐滴加入0.5 mg/mL NaBH4溶液,使NaBH4摩尔量为Ag离子的5倍,常温搅拌12h。(2)向步骤(1)的反应体系中加入四(对巯基苯基)卟啉溶液,使其摩尔量为Ag离子的1/4,常温搅拌12 h;转速500r/min,抽滤,用蒸馏水和乙醇分别洗涤3次,60 ℃下真空干燥24 h,即得最终TiO2-Ag-巯基卟啉光催化剂,其结构式为:
四(对巯基苯基)卟啉的合成方法:
1、四苯基卟啉的合成: 将苯甲醛溶于的丙酸中,质量份比为1:25,加热至145℃,再将等摩尔量的吡咯加入,回流1h,旋蒸除去1/3丙酸后,加入等量乙醇,0℃放置12h后抽滤,柱层析分离收集四苯基卟啉。
2、四(对磺酰氯基苯基)卟啉的合成: 将四苯基卟啉溶于氯磺酸,质量份数比为1:30,在0℃下搅拌5h,转速500r/min;逐滴滴入盛有274份冰的烧杯中,用NaOH溶液中和pH约为7,旋蒸除水,用无水乙醇溶解固体,抽滤,将滤液旋干,即得四对磺酰氯基苯基卟啉。3、四(对巯基苯基)卟啉的合成:将上述质量份为1份的四对磺酰氯基苯基卟啉加入到冰乙酸、赤磷、I2质量份比为125:30:1.43的混合溶液中,在120 ℃氮气保护下回流3.5 h,再加入质量份为22份的蒸馏水回流1 h,冷却至室温,抽滤得到四(对巯基苯基)卟啉。
1.2 TiO2-Ag-巯基卟啉光催化剂降解甲醛性能测试
采用专利检测设备进行甲醛降解效果的对比检测,专利检测设备的专利号为ZL2015 2 0054789.9,名称为一种在线式挥发性有机化合物含量测定装置。同等条件下的测试样板有三种:分别涂有TiO2-Ag-巯基卟啉光催化剂和P25板、空白板;测试条件为:光辐射强度1 mW/cm2±0.1 mW/cm2,波长400 nm~760 nm,功率为8W的四只管状日光灯,注入30μL10ppm的甲醛气体,当甲醛含量约为9ppm时开始计时,并开启光照系统,测试结果见图1。从图1可以看出:随着时间的增加,经过本发明光敏化改性处理的TiO2-Ag-巯基卟啉光催化剂对甲醛降解更快,该过程主要是巯基卟啉吸收可见光,将光电子通过Ag纳米颗粒转移至TiO2,从而有效的降解甲醛气体,最终测试结果表明TiO2-Ag-巯基卟啉光催化剂对甲醛有一个非常好的光降解作用。
1.3TiO2-Ag-巯基卟啉光催化剂粒径测定
采用FEI公司生产的FEI-TECNAI G2型号的透射电子显微镜来获取了二氧化钛P25以及TiO2-Ag-巯基卟啉光催化剂的透射电子显微镜图,采用的电压是200kv,结果见图2。图2的(a)图是二氧化钛P25的透射电子显微镜图,图2的(b)图是TiO2-Ag-巯基卟啉光催化剂的透射电子显微镜图。从(a)图中可以很明显的看到二氧化钛粉末颗粒较均匀的分散,粒径大小平均约35nm;修饰Ag以及巯基卟啉之后,如(b)图纳米Ag颗粒非常均匀的分散在二氧化钛表面,同时纳米Ag颗粒的粒径非常的小,圆圈里面的黑色颗粒即为纳米Ag颗粒。
1.4紫外-可见吸收光谱图分析
通过美国Varian 公司生产的Varian cary 100型号的分光光度计对TiO2-Ag-巯基卟啉光催化剂进行了紫外-可见吸收光谱图分析,结果如图3所示,图3表明:可见光
范围内,TiO2-Ag-巯基卟啉光催化剂在多个范围对可见光都有吸收,说明通过这种Ag-巯基卟啉配位的方式将其与二氧化钛复合,可以很好的将二氧化钛的吸收光谱扩展到可见光范围内。
通过上述改性光触媒材料的性能分析表征,发明人利用巯基卟啉对可见光的强吸收以及银纳米颗粒的局域表面等离子共振以及电子传输特性;将卟啉吸收的光电子通过银纳米颗粒的传输而被最终传输至二氧化钛,经测试证明,成功对纳米二氧化钛进行了光敏化,制备了一种TiO2-Ag-巯基卟啉光催化剂。
硅溶胶及清漆的制备与检测
2.1 硅溶胶的制备工艺
采用溶胶凝胶法,以正硅酸乙酯为前驱体、盐酸为抑制剂制备硅溶胶。准确量取70份无水乙醇置于烧杯中,在2000r/min的搅拌速度下加入20-30份的正硅酸乙酯,并用盐酸调节溶液的pH值为1-2之间,搅拌10 min后加入12-18份蒸馏水,继续搅拌30 min得到硅溶胶。
2.2 光触媒清漆的制备工艺
采用高速分散法工艺。在干净烧杯中准确称取100-200份蒸馏水,在3000~4000r/min的高速搅拌速度下加入油墨分散助剂(含颜料亲和基团的高分子量共聚物溶液)1-2份,高速分散15-20min,调整转速200-400r/min,加入TiO2-Ag-巯基卟啉光催化剂5-10份,调至5000-6000r/min,高速分速2-4h,调整转速2000-3000r/min,加入硅溶胶20-50份,并滴加35%乙酸0.1-0.5份,调整转速5000-6000r/min保持2-4h后,过滤包装成成品光触媒清漆。
2.3 净化甲醛效果测试
以刷涂法进行漆膜制备,样板面积为250*250mm,清漆用量为192g/㎡。在温度(20±2℃)、湿度(50±5%)的环境条件下养护7天,进行甲醛净化性能检测。检测设备是专利号为ZL 2015 2 0054789.9、名称为一种在线式挥发性有机化合物含量测定装置。实验条件为:舱体容积20L,光辐射强度1 mW/cm2±0.1 mW/cm2,试验灯光波长400 nm~760 nm,功率为8W的四只管状日光灯,甲醛注入量为30uL0.37%的甲醛溶液,连续进行三次同等甲醛含量的净化试验,试验结果如图4所示。由图4可知:经过三次连续4.55ppm甲醛的净化试验,净化效果和重复性均较好。第一次甲醛完全去除时49min,第二次65min,第三次84min。按照GB/T18883-2002中对室内空气中甲醛限值要求,甲醛去除速率7.28ppm/g.㎡.min。
2.4 与同类产品的性能比较
将本发明提供的室内高效除甲醛光触媒清漆与同类光触媒乳胶漆产品进行甲醛净化效果比较,按照每平米催化剂等量的方式折合成两个相应的产品用量,以JC/T 1074-2008室内空气净化功能涂覆材料净化性能标准测试方法进行对比,结果如图5所示,本发明清漆产品净化甲醛效率高,是光触媒乳胶漆产品的25倍多,主要原因是无机基料对光触媒催化剂的遮蔽包裹作用较小,使得催化剂的接触面大大增加,从而使得催化剂的作用得以有效发挥。而正常的乳胶漆产品中的有机树脂、颜填料等均会对光触媒催化剂产生遮蔽,影响其对光线的吸收以及对污染物的降解。
本发明的突出创新点在于:采用光敏化法,以贵金属Ag,有机染料卟啉,作为光敏化剂,利用纳米TiO2对光活性物质的强吸附作用,对纳米TiO2进行表面改性,扩大二氧化钛激发波长的范围。同时利用合成的催化剂制备一种可用于室内墙体表面的清漆,使其在可见光条件下就可以高效降解室内空气中的甲醛。
与国内现有技术相比,本发明具有下述明显优点:
1、光响应范围的扩展:采用光敏化法,以贵金属Ag和有机染料卟啉,通过纳米材料强吸附性成功修饰改性TiO2表面光电子导带,拓宽了光响应区间。
2、与有害物质接触面增大:通过以无机硅溶胶作为基料制成清漆,优先解决色漆填料对光触媒材料的遮蔽问题,增大了光触媒材料与空气中水和氧气的接触面积。
3、甲醛净化效果的提升:通过催化剂的改性以及工艺的改变有效提高了甲醛净化效果,即单位时间、单位面积上的甲醛去除速率达到7.28ppm/g.㎡.min。
4、通过高速分散工艺有效解决纳米材料的团聚,解决了常规光触媒涂料中光触媒催化剂被包裹的现象,有效的增加了光触媒材料作用的发挥,提高了材料的空气净化功能。
附图说明
图 1是TiO2-Ag-巯基卟啉光催化剂、P25与空白板降解甲醛的对比图;其中1为空白样板;2为P25样板;3为TiO2-Ag-巯基卟啉光催化剂的样板;
图 2是二氧化钛P25与TiO2-Ag-巯基卟啉光催化剂的透射电子显微镜图;其中图a为二氧化钛P25;图b为TiO2-Ag-巯基卟啉光催化剂;
图 3是TiO2-Ag-巯基卟啉光催化剂的紫外—可见吸收光谱图;
图4是本发明室内高效除甲醛光触媒清漆甲醛净化效果和重复性图;其中1为第一次试验;2为第二次试验;3为第三次试验;
图5是本发明室内高效除甲醛光触媒清漆与同类光触媒乳胶漆产品甲醛净化比较图;其中1为高效除甲醛光触媒清漆;2为光触媒乳胶漆。
具体实施方式
各实施例中的蒸馏水、质量百分比浓度35%乙酸、油墨润湿分散剂(含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物溶液)、AgNO3溶液、NaBH4溶液、苯甲醛、吡咯、丙酸、氯磺酸、95%乙醇、冰乙酸、赤磷、I2均通过商业途径得到,为通用型产品;纳米二氧化钛采用德国拜耳公司产品,商品名为P25。
实施例1, 第一,四(对巯基苯基)卟啉的合成;
(1)四苯基卟啉的合成:将0.101 mol的苯甲醛与250 mL丙酸分别加入到圆底烧瓶中,超声至均匀,并加热至145 ℃回流;将0.101 mol的吡咯加入到30 mL丙酸,一起滴加到上述溶液中,20-30 min滴加完,回流1 h;旋蒸,除去约100 mL丙酸,向瓶中加入100 mL乙醇,0℃放置12h后抽滤,柱层析分离收集四苯基卟啉。
(2)四(对磺酰氯基苯基)卟啉的合成:将10 mL氯磺酸置于圆底烧瓶中,加入0.5 g四苯基卟啉,在0℃下搅拌5h,转速500r/min;逐滴滴入盛有137克冰的烧杯中,用NaOH溶液中和pH=7,旋蒸除水,用无水乙醇溶解固体,抽滤,将滤液旋干即得四对磺酰氯基苯基卟啉。
(3)四(对巯基苯基)卟啉 的合成:将上述四对磺酰氯基苯基卟啉加入到16.7 mL冰乙酸、4.2 g赤磷、0.2 g I2的混合溶液中,在120 ℃氮气保护下回流3.5 h,再加入3mL蒸馏水回流1 h。冷却至室温,抽滤得到四(对巯基苯基)卟啉。
第二,制备TiO2-Ag-巯基卟啉光催化剂;
(1)取100克的市售纳米TiO2产品P25加入到圆底烧瓶中,并加入蒸馏水100克,超声至均匀;缓慢逐滴加入315 0.5 mg/mL的AgNO3溶液,滴加完毕后继续超声10 min,然后向反应体系中逐滴加入351 0.5 mg/mL NaBH4溶液,常温搅拌12h。
(2)向步骤(1)的反应体系中加入0.075mg四(对巯基苯基)卟啉,常温搅拌12 h,搅拌转速500r/min,抽滤,用蒸馏水和乙醇分别洗涤3次,60 ℃下真空干燥24 h,即得最终TiO2-Ag-巯基卟啉光催化剂。
第三,制备硅溶胶: 准确量取70 mL无水乙醇置于500 mL的烧杯中,在2000r/min的搅拌速度下加入26 mL的正硅酸乙酯,并用盐酸调节溶液的pH值为1.5,搅拌10 min后加入16mL蒸馏水,继续搅拌30 min得到硅溶胶。
第四,制备室内高效除甲醛光触媒清漆:(1)取蒸馏水100克,油墨分散助剂1克,TiO2-Ag-巯基卟啉光催化剂5克,硅溶胶25克, 质量百分比浓度35%乙酸溶液0.4克;(2)将蒸馏水置于高速分散机,在3500r/min的搅拌速度下加入油墨润湿分散剂1克,搅拌分散18min;调整转速200r/min,加入TiO2-Ag-巯基卟啉光催化剂5克;调整转速6000r/min,高速搅拌分散2h;调整转速3000r/min,缓慢加入硅溶胶25克,并同时滴加35%乙酸0.4克,调整转速5000r /min,搅拌4h;制得光触媒清漆。按照GB/T18883-2002中对室内空气中甲醛限值要求,甲醛去除速率6.98ppm/g.㎡.min。
实施例2,四(对巯基苯基)卟啉的合成方法与制备TiO2-Ag-巯基卟啉光催化剂的方法与实施例1相同;准确量取70 mL无水乙醇置于500 mL的烧杯中,在2000r/min的搅拌速度下加入30 mL的正硅酸乙酯,并用盐酸调节溶液的pH值为2,搅拌10 min后加入18mL蒸馏水,继续搅拌30 min得到硅溶胶。
按下面方法制备室内高效除甲醛光触媒清漆:(1)取蒸馏水150克,油墨分散助剂1.4克,TiO2-Ag-巯基卟啉光催化剂8克,硅溶胶40克,35%乙酸溶液0.3克;(2)将蒸馏水置于高速分散机,在3000r/min的搅拌速度下加入油墨润湿分散剂1.4克,搅拌分散15min;调整转速300r/min,加入TiO2-Ag-巯基卟啉光催化剂8克;调整转速5500r/min,高速搅拌分散3h;调整转速2500r/min,缓慢加入硅溶胶40克,并同时滴加35%乙酸0.3克,调整转速6000r/min,搅拌2.5h;制得光触媒清漆。按照GB/T18883-2002中对室内空气中甲醛限值要求,甲醛去除速率7.03ppm/g.㎡.min。
实施例3,四(对巯基苯基)卟啉的合成方法与制备TiO2-Ag-巯基卟啉光催化剂的方法与实施例1相同;准确量取70 mL无水乙醇置于500 mL的烧杯中,在2000r/min的搅拌速度下加入20 mL的正硅酸乙酯,并用盐酸调节溶液的pH值为1.1,搅拌10 min后加入15mL蒸馏水,继续搅拌30 min得到硅溶胶。
按下面方法制备室内高效除甲醛光触媒清漆:(1)取蒸馏水180克,油墨分散助剂2克,TiO2-Ag-巯基卟啉光催化剂10克,硅溶胶50克, 35%乙酸溶液0.48克;(2)将蒸馏水置于高速分散机,在4000r/min的搅拌速度下加入油墨润湿分散剂2克,搅拌分散18min;调整转速300r/min,加入TiO2-Ag-巯基卟啉光催化剂10克;调整转速5500r/min,高速搅拌分散3h;调整转速2000r/min,缓慢加入硅溶胶50克,并同时滴加35%乙酸0.48克,调整转速5500r /min,搅拌3h;制得光触媒清漆。按照GB/T18883-2002中对室内空气中甲醛限值要求,甲醛去除速率7.28ppm/g.㎡.min。
实施例4,四(对巯基苯基)卟啉的合成方法与制备TiO2-Ag-巯基卟啉光催化剂的方法与实施例1相同;准确量取70 mL无水乙醇置于500 mL的烧杯中,在2000r/min的搅拌速度下加入23 mL的正硅酸乙酯,并用盐酸调节溶液的pH值为1.3,搅拌10 min后加入12mL蒸馏水,继续搅拌30 min得到硅溶胶。
按下面方法制备室内高效除甲醛光触媒清漆:(1)取蒸馏水200克,油墨分散助剂1.6克,TiO2-Ag-巯基卟啉光催化剂9克,硅溶胶46克,35%乙酸溶液0.36克;(2)将蒸馏水置于高速分散机,在4000r/min的搅拌速度下加入油墨润湿分散剂1.6克,搅拌分散20min;调整转速400r/min,加入TiO2-Ag-巯基卟啉光催化剂9克;调整转速5000r/min,高速搅拌分散4h;调整转速2000r/min,缓慢加入硅溶胶46克,并同时滴加35%乙酸0.36克,调整转速6000r/min,搅拌2h;制得光触媒清漆。按照GB/T18883-2002中对室内空气中甲醛限值要求,甲醛去除速率6.44ppm/g.㎡.min。
Claims (3)
1.一种室内高效除甲醛光触媒清漆,其特征在于由下述原料制备:TiO2-Ag-巯基卟啉光催化剂5~10份、蒸馏水100~200份、硅溶胶20~50份、质量百分比浓度为35%乙酸0.1~0.5份与油墨润湿分散剂1~2份;其中TiO2-Ag-巯基卟啉光催化剂的结构式为:
制备方法是:将蒸馏水100~200份置于高速分散机,在3000~4000r/min的高速搅拌速度下加入油墨润湿分散剂1~2份,搅拌分散15~20 min;调整转速至200~400r/min,加入TiO2-Ag-巯基卟啉光催化剂5~10份;调整转速5000~6000r/min,高速搅拌分散2~4h;调整转速2000~3000r/min,缓慢加入硅溶胶20~50份,并同时滴加35%乙酸0.1~0.5份,调整转速5000~6000r /min,搅拌2~4h;制得光触媒清漆。
2.如权利要求1所述的一种室内高效除甲醛光触媒清漆,其特征在于:TiO2-Ag-巯基卟啉光催化剂的合成方法是:
(1)将1份市售纳米TiO2产品P25与1份蒸馏水加入到圆底烧瓶中,超声至均匀;缓慢逐滴加入一定量0.5 mg/mL的AgNO3溶液,使Ag离子质量分数为0.1%,滴加完毕后继续超声10min,然后逐滴加入一定量 0.5 mg/mL NaBH4溶液,使NaBH4摩尔量为Ag的5倍,常温搅拌12h;
(2)向步骤(1)的反应体系中加入一定量四(对巯基苯基)卟啉溶液,使其摩尔量为Ag的1/4,常温搅拌12 h;转速500r/min,抽滤,用蒸馏水和乙醇分别洗涤3次,60 ℃下真空干燥24 h,即得TiO2-Ag-巯基卟啉光催化剂。
3.如权利要求2所述的一种室内高效除甲醛光触媒清漆,其特征在于:四(对巯基苯基)卟啉的合成方法是:
(1)四苯基卟啉的合成:将苯甲醛溶于丙酸中,质量份比为1:25,加热至145℃,再将与苯甲醛等摩尔量的吡咯加入,回流1h,旋蒸除去1/3丙酸后,加入与旋蒸除去的丙酸体积量等量的乙醇,0℃放置12h后抽滤,柱层析分离收集四苯基卟啉; (2)四(对磺酰氯基苯基)卟啉的合成: 将四苯基卟啉溶于氯磺酸,质量份数比为1:30,在0℃下搅拌5h,转速500r/min;逐滴滴入盛有274份冰的烧杯中,用NaOH溶液中和pH为7,旋蒸除水,用无水乙醇溶解固体,抽滤,将滤液旋干,即得四对磺酰氯基苯基卟啉; (3)四(对巯基苯基)卟啉的合成:将上述质量份为1份的四对磺酰氯基苯基卟啉加入到冰乙酸、赤磷、I2质量份比为125:30:1.43的混合溶液中,在120 ℃氮气保护下回流3.5h,再加入质量份为22份的蒸馏水回流1h,冷却至室温,抽滤得到四(对巯基苯基)卟啉。
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