CN107042122A - 一种光催化致霾气体净化喷剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开可见光下具有良好光催化性能的致霾气体净化喷剂的制备方法，首先在高速搅拌的条件下，将纳米二氧化钛粉体，按照一定质量百分数比例在高速搅拌的条件下，加入到由无机分散助剂和无机溶胶成膜剂构成的成膜母液中均匀混合1h，然后加入到纳米分散机进行分散1.5h后，按照得到的分散液体的质量百分数加入悬浮稳定剂后继续分散0.5h，即得到分散均匀的致霾气体净化喷剂。采用本发明制备的适合喷涂、附着力优异并且在可见光下具有良好光催化去除致霾气体性能的光催化喷剂，经喷涂负载后可以应用于室外大气净化和建筑自清洁等领域，有助于推进可见光响应纳米二氧化钛光催化材料在致霾气体净化领域的大规模应用。
Description
技术领域
本发明属于无机材料领域，涉及环保及建材相关领域使用的纳米二氧化钛光催化致霾气体净化喷剂的制备方法。
背景技术
工业生产、各类燃烧过程及汽车尾气排放都会产生大量气态污染物，如硫氧化物(SOx)、氮氧化物(NOx)、挥发性有机物(VOC)等。这些气态污染物进入大气中，在光照条件下经过光化学反应形成PM2.5颗粒物。因此，净化大气中致霾气体，可以从源头削减PM2.5产生的途径而有效减少其产生的数量，从而实现对大气环境污染的有效治理。
TiO2光催化环境净化材料由于可将太阳能直接转化为化学能，将SOx、NOx和挥发性有机物(VOC)降解为硫酸根、硝酸根离子以及二氧化碳和水，使其无法通过光化学反应形成PM2.5颗粒物，从而减少大气环境污染，成为净化致霾气体、改善大气环境的理想途径之一。
但目前绝大多数TiO2光催化材料在大气环境治理应用存在两个问题：
一是：普通二氧化钛光催化材料只能在紫外光照射下发挥作用，使其光催化效率较低，净化效果较差；
二是：光催化材料在户外使用会缓慢分解其有机助剂和成膜成分，导致其耐候性较差，缺乏长效性。
针对上述问题，本发明目的是制备出易于负载的、具有良好可见光光响应能力的、不含有机成膜成分的二氧化钛致霾气体净化喷剂，该喷剂可以直接施涂于建材表面形成具备净化功能的涂层，同时具有自清洁的性能，为解决大气污染问题贡献力量。
发明内容
本发明的目的是提供一种适合直接喷涂、附着力优异并且在可见光下具有良好光催化性能的光催化喷剂的制备方法。
发明的光催化喷雾剂的制备通过以下技术方案实现：
1、首先称取一次粒径在3～50 nm的可见光响应纳米二氧化钛粉体，按照质量分数为0.1~10%的比例在高速搅拌下，加入到由无机分散助剂（六偏磷酸钠、九水硅酸钠、三聚磷酸钠中的一种）和无机溶胶（水性二氧化钛溶胶、水性氧化铝溶胶、水性二氧化硅溶胶中的一种）成膜剂构成的成膜母液中均匀混合1 h，成膜母液中无机分散助剂与无机水性胶体的质量比为（0.01～0.5）：1，然后加入到纳米分散机进行纳米分散1.5 h；
2、按照上述分散液体的质量百分数为0.1～5%的比例，加入悬浮稳定剂（硅酸镁铝、硅酸镁锂、硅酸钠、碳酸钙中的一种）后继续分散0.5 h，即得到分散均匀的致霾气体净化喷剂。
附图说明
附图1所示为：实施例3制备样品所使用的可见光响应纳米二氧化钛粉体的TEM照片，由图中可以看到，纳米粒径为10~50nm，粉体的分散状态较好。
附图2所示为：实施例1所制备喷剂喷涂制备样品对苯的光催化降解数据，由图可见喷剂薄膜可以在4h内将浓度为20ppm的苯完全转化为二氧化碳和水，因此喷剂对VOC等雾霾的致霾气体有良好的去除效果。
具体实施方式
实施例1：
首先称取一次粒径在3 nm可见光响应纳米二氧化钛粉体，按照质量百分数为10%的比例在高速搅拌的条件下，加入到由无机分散助剂三聚磷酸钠和水性二氧化硅溶胶按照0.5:1的质量比例混合得到的成膜母液中，均匀混合1 h，后加入到纳米分散机进行纳米分散1.5 h，然后按照上述分散得到液体的质量百分数1%的比例，加入悬浮稳定剂碳酸钙，后继续分散0.5 h，即得到分散均匀的致霾气体净化喷剂。
实施例2：
首先称取一次粒径在50 nm可见光响应纳米二氧化钛粉体，按照质量百分数为0.1%的比例在高速搅拌的条件下，加入到由无机分散助剂九水硅酸钠和水性二氧化钛溶胶按照0.01:1的质量比例混合得到的成膜母液中，均匀混合1 h，后加入到纳米分散机进行纳米分散1.5 h，然后按照上述分散得到液体的质量百分数5%的比例，加入悬浮稳定剂硅酸钠，后继续分散0.5 h，即得到分散均匀的致霾气体净化喷剂。
实施例3：
首先称取一次粒径在20 nm的可见光响应纳米二氧化钛粉体，按照质量百分数为1%的比例在高速搅拌的条件下，加入到由无机分散助剂六偏磷酸钠和水性氧化铝溶胶按照0.3:1的质量比例混合得到的成膜母液中，均匀混合1 h，后加入到纳米分散机进行纳米分散1.5 h，然后按照上述分散得到液体的质量百分数0.1%的比例，加入悬浮稳定剂硅酸镁铝后继续分散0.5 h，即得到分散均匀的致霾气体净化喷剂。
实施例4：
首先称取一次粒径在30 nm的可见光响应纳米二氧化钛粉体，按照质量百分数为5%的比例在高速搅拌的条件下，加入到由无机分散助剂六偏磷酸钠和水性二氧化钛溶胶按照0.2:1的质量比例混合得到的成膜母液中，均匀混合1 h，后加入到纳米分散机进行纳米分散1.5 h，然后按照上述分散得到液体的质量百分数0.3%的比例，加入悬浮稳定剂硅酸镁锂后继续分散0.5 h，即得到分散均匀的致霾气体净化喷剂。
Claims (6)
1.一种光催化致霾气体净化喷剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
首先称取可见光响应纳米二氧化钛粉体按照质量百分数为0.1~10%的比例在高速搅拌的条件下，加入到由无机分散助剂和无机溶胶成膜剂构成的成膜母液中，均匀混合1 h，然后加入到纳米分散机进行纳米分散1.5 h后，按照上述混合体系的质量百分比为0.1~5%的比例加入悬浮稳定剂后继续分散0.5 h，即得到分散均匀的净霾喷剂。
2.如权利要求1所述的一种光催化致霾气体净化喷剂的制备方法，其特征在于：可见光响应纳米二氧化钛粉体的一次粒径在3~50 nm之间。
3.如权利要求1所述的一种光催化致霾气体净化喷剂的制备方法，其特征在于：成膜母液中无机分散助剂与无机水性胶体的质量比（0.01~0.5）:1。
4.如权利要求1所述的一种光催化致霾气体净化喷剂的制备方法，其特征在于：无机分散助剂为六偏磷酸钠、九水硅酸钠、三聚磷酸钠中的一种。
5.如权利要求1所述的一种光催化致霾气体净化喷剂的制备方法，其特征在于：无机溶胶成膜剂为二氧化钛溶胶、氧化铝溶胶、二氧化硅溶胶中的一种。
6.如权利要求1所述的一种光催化致霾气体净化喷剂的制备方法，其特征在于：悬浮稳定剂为硅酸镁铝、硅酸镁锂、硅酸钠、碳酸钙中的一种。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20170815 |