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一种含三元铜掺杂纳米二氧化钛的甲醛吸收剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及了一种含三元铜掺杂纳米二氧化钛的甲醛吸收剂及其制备方法。甲醛吸收剂是由三元铜掺杂纳米二氧化钛、纳米活性银溶液和水制备而成；其中，三元铜掺杂纳米二氧化钛质量百分比含量为1‑10％；银的质量百分比含量为0.001‑0.1％。制备方法：将三元铜掺杂纳米二氧化钛粉末分散在部分的水中，加入纳米活性银溶液，补充剩余的水得到水剂。本发明的一种含三元铜掺杂纳米二氧化钛的甲醛吸收剂，极强的杀菌除醛功能，对光能与光强没有特殊要求，24小时内除醛率达到89.5％；无腐蚀性，手触温和不伤物表；可广泛应用于工厂，家居空间的除醛，无残留无二次污染；易于储存，有良好稳定性；制备方法简单，易操作，适合大规模生产。

Description

一种含三元铜掺杂纳米二氧化钛的甲醛吸收剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及空气净化领域，特别是涉及一种含三元铜掺杂纳米二氧化钛的甲醛吸收剂及制备方法。
背景技术
室内环境空气质量是决定人口健康水平的重要因素。其中易挥发有机化合物是室内空气污染的主要来源，长期在此类密闭环境下生活可导致病屋综合征(单元楼房密室空调所致)。传统的高分子甲醛净化剂通过缩醛反应来吸附空气中的甲醛，但是，在一定条件下高分子基团键断裂，甲醛会重新井喷式释放出来，造成更严重的二次污染。室内空气污染除了有毒有害气体，具有抗药性的有害微生物种类不断攀升，时刻威胁家人健康。随着科技的发展，光触媒二氧化钛已经变为净化空气，灭杀细菌的有效手段。但是目前市场上常见的光触媒基本都以紫外或者可见光波段激发为主，且对光强有一定的要求；特定光源波段和光强度这两个限制因素使得光触媒的发展应用受到局限。
发明内容
本发明提供了一种含三元铜掺杂纳米二氧化钛的甲醛吸收剂及制备方法，制备方法简单，制得的甲醛吸收剂对光能与光强没有特殊要求，24小时内除醛率高达89.5％，效率高，无腐蚀性，稳定性好，具有极强的杀菌除醛功能。
一种含三元铜掺杂纳米二氧化钛的甲醛吸收剂，它是由三元铜掺杂纳米二氧化钛、纳米活性银溶液和水制备而成；其中，所述三元铜掺杂纳米二氧化钛占甲醛吸收剂的质量百分比含量为1-10％；所述纳米活性银溶液中的银占甲醛吸收剂的质量百分比含量为0.001-0.1％。
所述三元铜掺杂纳米二氧化钛为由一价铜和二价铜掺杂的纳米二氧化钛。
所述三元铜掺杂纳米二氧化钛具体是按以下步骤进行制备的：一、称取二氧化钛粉末，于900-1000℃煅烧2-5h，冷却后，在85-95℃的条件下与盐酸反应2-5h，过滤、清洗后在室温下干燥，得到粉末A；二、配置氯化铜溶液，在持续搅拌的条件下向氯化铜溶液中缓慢加入步骤一的粉末A，全部加完后，在密闭的条件下，于85-95℃反应0.5-2h，再向其中加入葡萄糖和氢氧化钠，继续反应0.5-2h，然后，过滤、洗涤后于100-120℃干燥10-15h，得到粉末B，即为三元铜掺杂纳米二氧化钛粉末。
所述二氧化钛与氯化铜的质量比为1∶(O.05-0.3)；所述氢氧化钠与氯化铜溶液中的氯化铜的摩尔比为(0.1-0.9)∶1；所述氢氧化钠与葡萄糖的摩尔比不大于4∶1。
所述纳米活性银溶液为通过高价银化合物制备得到的配位银水溶液。
所述纳米活性银溶液具体由高价银化合物、氨水和高分子保护剂制备而成；其中，所述高价银化合物、氨水和高分子保护剂的质量比为1：(2-20)：(3-20)。
所述纳米活性银溶液具体是按以下步骤进行制备的：将高价银化合物溶入氨水中，充分搅拌混匀，再在持续搅拌的条件下，向其中缓慢加入高分子保护剂，得到均匀无色的溶液，即为纳米活性银溶液。
所述高价银化合物为过氧化银、三氧化二银和四氧化四银中的一种或其中几种按任意比例混合的混合物。
所述高分子保护剂为聚乙烯醇、丙烯酸聚合物、丙烯酸-马来酸酐共聚物和丙烯酰胺聚合物中的一种或其中几种按任意比例混合的混合物。
一种含三元铜掺杂纳米二氧化钛的甲醛吸收剂的制备方法，具体是按以下步骤进行的：将三元铜掺杂纳米二氧化钛粉末分散在部分的水中，然后向其中加入纳米活性银溶液，再补充剩余的水，得到水剂，即完成制备。
本发明的优点：本发明的一种含三元铜掺杂纳米二氧化钛的甲醛吸收剂，极强的杀菌除醛功能，对光能与光强没有特殊要求，白天夜晚皆可使用；除醛效果好，24小时内除醛率达到89.5％；可直接喷洒在物体表面，无腐蚀性，手触温和不伤物表；能够被广泛应用于工厂，家居空间的除醛，无残留无二次污染；易于储存，有良好的稳定性；制备方法简单，易操作，适合大规模生产。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。
实施例
本实施例提供了一种含三元铜掺杂纳米二氧化钛的甲醛吸收剂，它是由三元铜掺杂纳米二氧化钛、纳米活性银溶液和水制备而成；制备方法具体如下：
一、制备三元铜掺杂纳米二氧化钛粉末：称取5g的二氧化钛粉末，于950℃煅烧3h，冷却后，在90℃的条件下与6M的盐酸反应3h，过滤、清洗后在室温下干燥，得到粉末A；称取0.75g氯化铜溶液，在持续搅拌的条件下向氯化铜溶液中缓慢加入粉末A，全部加完后，在密闭的条件下，于90℃反应1h，再向其中注入0.279g的葡萄糖和0.248g的氢氧化钠，继续反应1h，然后，过滤、洗涤后于110℃干燥12h，得到微红的三元铜掺杂纳米二氧化钛粉末；
二、制备纳米活性银溶液：将0.001g的三氧化二银粉末溶入0.01g的氨水中，充分搅拌混匀，再在持续搅拌的条件下，向其中缓慢加入0.01g的高分子保护剂聚乙烯醇，得到均匀无色的溶液，即为纳米活性银溶液；
三、将步骤一的三元铜掺杂纳米二氧化钛粉末分散于60g的去离子水中，再向其中加入纳米活性银溶液后，补充剩余的水，得到总质量为100g的水剂，即完成含三元铜掺杂纳米二氧化钛的甲醛吸收剂的制备。
本实施例制备得到的含三元铜掺杂纳米二氧化钛的甲醛吸收剂的三元铜掺杂纳米二氧化钛粉中的一价铜和二价铜的比例是由氢氧化钠相对氯化铜的比例确定的，而葡萄糖的用量需要将生成的氢氧化铜全部转化为一价铜，也就是说控制氢氧化钠的用量就是控制一价铜与二价铜的比例。
本实施例制备得到的含三元铜掺杂纳米二氧化钛的甲醛吸收剂，通过以下实验验证除醛效果，此实验由广东省微生物检测中心按照QB/T2761-2006进行：
取本实施例的样品200ml在1.5m2的实验舱内开启光照进行实验，甲醛的初始浓度为1.05mg/m3，反应24h之后浓度降为0.11mg/m3，甲醛的去除率为89.5％。
本实施例制备得到的含三元铜掺杂纳米二氧化钛的甲醛吸收剂对光能与光强没有特殊要求，白天夜晚皆可使用；改性纳米二氧化钛表面掺杂的二价铜原子使得纳米二氧化钛的激发波段发生变化，能够充分利用可见光能进行光催化氧化反应，从而达到净化空气的目的；改性纳米二氧化钛表面掺杂的一价铜具有极强的还原性，能够和有害微生物发生反应，即使在夜晚也能保护人体免受细菌侵害；含有纳米活性银溶液，也具有极强的杀菌除醛功能，达到双重防护的效果；将甲醛等有害物质转化成无害的二氧化碳和水，比传统光触媒相比净化效率更高。
本实施例的一种含三元铜掺杂纳米二氧化钛的甲醛吸收剂，极强的杀菌除醛功能，对光能与光强没有特殊要求，白天夜晚皆可使用；除醛效果好，24小时内除醛率达到89.5％；可直接喷洒在物体表面，无腐蚀性，手触温和不伤物表；能够被广泛应用于工厂，家居空间的除醛，无残留无二次污染；易于储存，有良好的稳定性；制备方法简单，易操作，适合大规模生产。
上述实施例不应以任何方式限制本发明，凡采用等同替换或等效转换的方式获得的技术方案均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种含三元铜掺杂纳米二氧化钛的甲醛吸收剂，其特征在于：它是由三元铜掺杂纳米二氧化钛、纳米活性银溶液和水制备而成；其中，所述三元铜掺杂纳米二氧化钛占甲醛吸收剂的质量百分比含量为1-10％；所述纳米活性银溶液中的银占甲醛吸收剂的质量百分比含量为0.001-0.1％。
2.根据权利要求1所述的一种含三元铜掺杂纳米二氧化钛的甲醛吸收剂，其特征在于：所述三元铜掺杂纳米二氧化钛为由一价铜和二价铜掺杂的纳米二氧化钛。
3.根据权利要求2所述的一种含三元铜掺杂纳米二氧化钛的甲醛吸收剂，其特征在于：所述三元铜掺杂纳米二氧化钛具体是按以下步骤进行制备的：一、称取二氧化钛粉末，于900-1000℃煅烧2-5h，冷却后，在85-95℃的条件下与盐酸反应2-5h，过滤、清洗后在室温下干燥，得到粉末A；二、配置氯化铜溶液，在持续搅拌的条件下向氯化铜溶液中缓慢加入步骤一的粉末A，全部加完后，在密闭的条件下，于85-95℃反应0.5-2h，再向其中加入葡萄糖和氢氧化钠，继续反应0.5-2h，然后，过滤、洗涤后于100-120℃干燥10-15h，得到粉末B，即为三元铜掺杂纳米二氧化钛粉末。
4.根据权利要求3所述的一种含三元铜掺杂纳米二氧化钛的甲醛吸收剂的制备方法，其特征在于：所述二氧化钛与氯化铜的质量比为1∶(0.05-0.3)；所述氢氧化钠与氯化铜溶液中的氯化铜的摩尔比为(0.1-0.9)∶1；所述氢氧化钠与葡萄糖的摩尔比不大于4∶1。
5.根据权利要求1所述的一种含三元铜掺杂纳米二氧化钛的甲醛吸收剂，其特征在于：所述纳米活性银溶液为通过高价银化合物制备得到的配位银水溶液。
6.根据权利要求5所述的一种含三元铜掺杂纳米二氧化钛的甲醛吸收剂，其特征在于：所述纳米活性银溶液具体由高价银化合物、氨水和高分子保护剂制备而成；其中，所述高价银化合物、氨水和高分子保护剂的质量比为1∶(2-20)∶(3-20)。
7.根据权利要求6所述的一种含三元铜掺杂纳米二氧化钛的甲醛吸收剂，其特征在于：所述纳米活性银溶液具体是按以下步骤进行制备的：将高价银化合物溶入氨水中，充分搅拌混匀，再在持续搅拌的条件下，向其中缓慢加入高分子保护剂，得到均匀无色的溶液，即为纳米活性银溶液。
8.根据权利要求7所述的一种含三元铜掺杂纳米二氧化钛的甲醛吸收剂，其特征在于：所述高价银化合物为过氧化银、三氧化二银和四氧化四银中的一种或其中几种按任意比例混合的混合物。
9.根据权利要求7所述的一种含三元铜掺杂纳米二氧化钛的甲醛吸收剂，其特征在于：所述高分子保护剂为聚乙烯醇、丙烯酸聚合物、丙烯酸-马来酸酐共聚物和丙烯酰胺聚合物中的一种或其中几种按任意比例混合的混合物。
10.如权利要求1-9所述的一种含三元铜掺杂纳米二氧化钛的甲醛吸收剂的制备方法，其特征在于：制备方法具体是按以下步骤进行的：将三元铜掺杂纳米二氧化钛粉末分散在部分的水中，然后向其中加入纳米活性银溶液，再补充剩余的水，得到水剂，即完成制备。
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