CN106378199A - 一种光触媒空气净化剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及环保材料空气净化技术领域，具体公开了一种光触媒空气净化剂及其制备方法。所述光触媒空气净化剂由以下组分按重量百分比构成：纳米二氧化钛1~5%，分散剂0.6~1%，消泡剂0.3~0.7%，水溶性壳聚糖2~5%，去离子水88~96%。该产品在可见光下即可分解反应，不仅可以有效预防装修后甲醛的释放对人体健康造成危害，而且还有双重杀菌、抗菌作用。
Description
技术领域
本发明涉及环保材料空气净化技术领域，具体涉及一种光触媒空气净化剂及其制备方法。
背景技术
随着人们健康意识的不断提升，人们对生活环境的要求越来越高，尤其是居住环境和汽车的车室环境。居住环境在装修完之后或者购买了新家具等，很容易散发出诸如甲醛、苯类、胺类物、TVOC等有害气体，直接危害人们的身体健康。因此，房屋装修完后内部环境的治理工作很重要。
光触媒是一种纳米级的金属氧化物材料（二氧化钛比较常用），它涂布于基材表面，干燥后形成薄膜，在可见光的作用下，产生强烈催化降解空气中有毒有害气体（尤其是对于甲醛等有害气体）、杀灭多种细菌，并能将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理；同时还具备除臭、抗污等功能。
壳聚糖又称脱乙酰甲壳素，是由自然界广泛存在的几丁质经过脱乙酰作用得到的，因具有生物相容性、血液相容性、微生物降解性、抗菌性和成膜性等优越性能，在医药、食品、化工、化妆品、水处理、金属提取及回收、生化和生物医学工程等诸多领域。壳聚糖由于只能溶解在一些稀的无机酸或有机酸中，不能直接溶解在水中，这在很大程度上限制了它的应用，因此，通过改性可以将壳聚糖改性为水溶性壳聚糖，但仍然保有其优越性能。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中的缺陷，克服同类产品及制备方法的缺点，提供一种光触媒空气净化剂及其制备方法。本发明公开的光触媒空气净化剂在可见光下即可分解反应，不仅可以有效预防装修后甲醛的释放对人体健康造成危害，而且还有双重杀菌、抗菌作用；其制备方法工艺简单，原料易得、生产成本较低，适合规模化生产。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种光触媒空气净化剂，所述净化剂由以下组分按重量百分比构成：纳米二氧化钛1~5%，分散剂0.6~1%，消泡剂0.3~0.7%，水溶性壳聚糖2~5%，去离子水88~96%。
进一步的，所述纳米二氧化钛的粒径为10~60nm。
更进一步的，所述的分散剂为三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、古尔胶、脂肪酸聚乙二醇酯中的一种，分散剂可以将纳米二氧化钛更好的分散不至于团聚。
更进一步的，所述的消泡剂为乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷中的一种，消泡剂可在喷洒时不至于产生过多气泡。
更进一步的，所述水溶性壳聚糖为羧甲基壳聚糖或季铵盐壳聚糖，水溶性壳聚糖不仅可以作为抗菌剂存在还可以增强成膜效果。
为实现上述目的，本发明的另一个技术方案为：一种光触媒空气净化剂的制备方法，其特征在于，所述的制备工艺具体步骤如下：
（1）将水溶性壳聚糖按配方量加入去离子水中，在室温下搅拌直至溶解；
（2）在步骤（1）生成的溶液中按配方量加入纳米二氧化钛，室温下搅拌均匀，形成乳液，搅拌速度为1000~1500转/分钟，搅拌时间为30min~60min；
（3）在步骤（2）生成的乳液中按配方量加入分散剂，室温下搅拌均匀，搅拌速度为1000~1500转/分钟，搅拌时间为20min~40min；
（4）在步骤（3）的溶液中按配方量加入消泡剂，室温下搅拌均匀，搅拌速度为1000~1500转/分钟，搅拌时间为20min~40min，最后得到乳状光触媒空气净化剂。
本发明的有益效果为：
（1）本发明制备的光触媒空气净化剂喷涂后，可以附着于任何物体表面，干燥形成透明薄膜并且具有很好的粘合性。
（2）本发明配方及方法中加入的水溶性壳聚糖不仅可以增强光触媒空气净化剂在干燥后的成膜性而且可以起到杀菌抗菌的效果。
（3）本发明提供的光触媒空气净化剂形成薄膜后，纳米二氧化钛在可见光下即可发挥其催化效果，起到降解有毒有害气体并且可以与水溶性壳聚糖一同起到双重杀菌抗菌功能。
（4）本发明配方及方法中加入分散剂、消泡剂以及水溶性壳聚糖，相互协会作用下，分散剂可以使纳米二氧化钛均匀分散在乳液中与水溶性壳聚糖均匀分散，不团聚在一起；消泡剂可以在喷洒成膜时不至于产生过多气泡，有利于光触媒空气净化剂更好的发挥作用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1
一种光触媒空气净化剂，所述净化剂由以下组分按重量百分比构成：纳米二氧化钛1%，三乙基己基磷酸0.6%，乳化硅油0.4%，羧甲基壳聚糖2%，去离子水96%；所述纳米二氧化钛的粒径为10nm。
所述的制备工艺具体步骤如下：
（1）将水溶性壳聚糖按配方量加入去离子水中，在室温下搅拌直至溶解；
（2）在步骤（1）生成的溶液中按配方量加入纳米二氧化钛，室温下搅拌均匀，形成乳液，搅拌速度为1500转/分钟，搅拌时间为30min；
（3）在步骤（2）生成的乳液中按配方量加入分散剂，室温下搅拌均匀，搅拌速度为1500转/分钟，搅拌时间为20min；
（4）在步骤（3）的溶液中按配方量加入消泡剂，室温下搅拌均匀，搅拌速度为1500转/分钟，搅拌时间为20min，最后得到乳状光触媒空气净化剂。
实施例2
一种光触媒空气净化剂，所述净化剂由以下组分按重量百分比构成：纳米二氧化钛5%，十二烷基硫酸钠1%，高碳醇脂肪酸酯复合物0.7%，季铵盐壳聚糖5%，去离子水88.3%；所述纳米二氧化钛的粒径为10nm。
所述的制备工艺具体步骤如下：
（1）将水溶性壳聚糖按配方量加入去离子水中，在室温下搅拌直至溶解；
（2）在步骤（1）生成的溶液中按配方量加入纳米二氧化钛，室温下搅拌均匀，形成乳液，搅拌速度为1300转/分钟，搅拌时间为45min；
（3）在步骤（2）生成的乳液中按配方量加入分散剂，室温下搅拌均匀，搅拌速度为1300转/分钟，搅拌时间为30min；
（4）在步骤（3）的溶液中按配方量加入消泡剂，室温下搅拌均匀，搅拌速度为1300转/分钟，搅拌时间为30min，最后得到乳状光触媒空气净化剂。
实施例3
一种光触媒空气净化剂，所述净化剂由以下组分按重量百分比构成：纳米二氧化钛3%，甲基戊醇1%，聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚0.5%，羧甲基壳聚糖2%，去离子水93.5%；所述纳米二氧化钛的粒径为30nm。
所述的制备工艺具体步骤如下：
（1）将水溶性壳聚糖按配方量加入去离子水中，在室温下搅拌直至溶解；
（2）在步骤（1）生成的溶液中按配方量加入纳米二氧化钛，室温下搅拌均匀，形成乳液，搅拌速度为1000转/分钟，搅拌时间为60min；
（3）在步骤（2）生成的乳液中按配方量加入分散剂，室温下搅拌均匀，搅拌速度为1000转/分钟，搅拌时间为40min；
（4）在步骤（3）的溶液中按配方量加入消泡剂，室温下搅拌均匀，搅拌速度为1000转/分钟，搅拌时间为40min，最后得到乳状光触媒空气净化剂。
实施例4
一种光触媒空气净化剂，所述净化剂由以下组分按重量百分比构成：纳米二氧化钛3%，纤维素衍生物0.6%，聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚0.6%，季铵盐壳聚糖3%，去离子水91.8%；所述纳米二氧化钛的粒径为60nm。
所述的制备工艺具体步骤如下：
（1）将水溶性壳聚糖按配方量加入去离子水中，在室温下搅拌直至溶解；
（2）在步骤（1）生成的溶液中按配方量加入纳米二氧化钛，室温下搅拌均匀，形成乳液，搅拌速度为1500转/分钟，搅拌时间为30min；
（3）在步骤（2）生成的乳液中按配方量加入分散剂，室温下搅拌均匀，搅拌速度为1500转/分钟，搅拌时间为20min；
（4）在步骤（3）的溶液中按配方量加入消泡剂，室温下搅拌均匀，搅拌速度为1500转/分钟，搅拌时间为20min，最后得到乳状光触媒空气净化剂。
实施例5
一种光触媒空气净化剂，所述净化剂由以下组分按重量百分比构成：纳米二氧化钛5%，聚丙烯酰胺1%，聚氧丙烯甘油醚0.7%，羧甲基壳聚糖5%，去离子水88.3%；所述纳米二氧化钛的粒径为20nm。
所述的制备工艺具体步骤如下：
（1）将水溶性壳聚糖按配方量加入去离子水中，在室温下搅拌直至溶解；
（2）在步骤（1）生成的溶液中按配方量加入纳米二氧化钛，室温下搅拌均匀，形成乳液，搅拌速度为1500转/分钟，搅拌时间为30min；
（3）在步骤（2）生成的乳液中按配方量加入分散剂，室温下搅拌均匀，搅拌速度为1500转/分钟，搅拌时间为20min；
（4）在步骤（3）的溶液中按配方量加入消泡剂，室温下搅拌均匀，搅拌速度为1500转/分钟，搅拌时间为20min，最后得到乳状光触媒空气净化剂。
本发明实施例1~5仅仅列举了分散剂为三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺的情况，消泡剂为乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚的情况；当然，再次基础上分散剂还可以为古尔胶、脂肪酸聚乙二醇酯中的一种，消泡剂还可以为聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷中的一种。本发明的实施例将不再逐一举例说明。
实施例6
对实施例1~5得到的光触媒空气净化剂进行抗菌试验分析，结果如下表所示：
从上表可以看出，本发明制备的光触媒空气净化剂具有很好的杀菌、抗菌效果。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定；对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举；凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种光触媒空气净化剂，其特征在于，所述净化剂由以下组分按重量百分比构成：纳米二氧化钛1~5%，分散剂0.6~1%，消泡剂0.3~0.7%，水溶性壳聚糖2~5%，去离子水88~96%。
2.根据权利要求1所述的一种光触媒空气净化剂，其特征在于，所述纳米二氧化钛的粒径为10~60nm。
3.根据权利要求1所述的一种光触媒空气净化剂，其特征在于，所述的分散剂为三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、古尔胶、脂肪酸聚乙二醇酯中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种光触媒空气净化剂，其特征在于，所述的消泡剂为乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种光触媒空气净化剂，其特征在于，所述水溶性壳聚糖为羧甲基壳聚糖或季铵盐壳聚糖。
6.根据权利要求1-5任一项所述的光触媒空气净化剂的制备方法，其特征在于，所述的制备工艺具体步骤如下：
（1）将水溶性壳聚糖按配方量加入去离子水中，在室温下搅拌直至溶解；
（2）在步骤（1）生成的溶液中按配方量加入纳米二氧化钛，室温下搅拌均匀，形成乳液，搅拌速度为1000~1500转/分钟，搅拌时间为30min~60min；
（3）在步骤（2）生成的乳液中按配方量加入分散剂，室温下搅拌均匀，搅拌速度为1000~1500转/分钟，搅拌时间为20min~40min；
（4）在步骤（3）的溶液中按配方量加入消泡剂，室温下搅拌均匀，搅拌速度为1000~1500转/分钟，搅拌时间为20min~40min，最后得到乳状光触媒空气净化剂。
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