CN107442182A - 一种光电催化灰霾清除涂层及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种光电催化灰霾清除涂层及其制备方法，它是将光电催化灰霾清除溶胶涂布在构筑物表面上，溶剂常温挥发后固化形成的功能涂层。光电催化灰霾清除涂层溶胶由光电催化剂、正电荷发生剂、成涂层剂和溶剂组成，以可见光激活的掺杂纳米TiO2和卤化物钙钛矿型光敏材料作为功能组分，涂层膜厚度100‑500nm,涂层固体组分质量2‑10g/m2。本发明光电催化灰霾清除涂层不需要额外消耗能量，可以主动捕集和高效清除空气中灰霾粒子，在重灰霾天气时和室内光照下，2h内灰霾清除率为70%‑85%，既能应用于清除室内外空气中灰霾，又能使涂层膜表面实现自清洁，应用前景广阔。

Description

一种光电催化灰霾清除涂层及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种光电催化灰霾清除涂层及其制备方法，特别是以可见光激活的掺杂纳米TiO2和卤化物钙钛矿型光敏材料作为功能组分的灰霾清除涂层及其制备方法，属于环保和新材料领域。
背景技术
近年来，在中国既出现了跨省市、大范围、季节性强、持续时间短的灰霾，也出现了局地性、小范围、常态化、持续时间很长的灰霾。灰霾颗粒物富集有许多无机化合物和有机化合物，这些化合物吸附在气溶胶很细的固体粒子上。灰霾中含量较大的化学成分主要有硫酸盐，硝酸盐，铵盐，有机碳和元素碳五种成分，各地灰霾的组成有所不同，并随季节和气象条件有所变化。大气固体颗粒物PM通常按粗细划分为PM10、PM2.5和PM1.0几种，灰霾的粒径一般为0.003-10µm，平均直径在0.3-1µm。研究发现粒径在 2.5µm 以下的大气细颗粒是导致灰霾发生的主要原因，PM2.5指标可在一定程度上反映灰霾污染的程度。
大气中灰霾粒子都带有一定的负电荷或正电荷，也有电中性的，但总体上带负电荷。单极性的荷电灰霾粒子，因相互排斥使其凝聚率降低、附着性和稳定性提高，导致其在大气中难以自然沉降清除；双极性荷电灰霾粒子因相互吸引，其凝聚率明显大于非荷电粒子，为自然凝聚和沉降清除提供了条件；非荷电灰霾粒子在电场中可形成偶极性感应电，其作用类似于双极性荷电灰霾粒子。
大气中灰霾清除方法与工业粉尘治理方法相似，主要是利用灰霾的荷电性进行的，但技术更加复杂，对技术经济性要求更高，适用范围要求更广。清除方法可分为干法清除和湿法清除；也可分为物理清除法、化学清除法和光化学清除法等。近年来已公开了一系列通过电、磁、光、声、化学和光化学等方式清除灰霾的发明专利。
在晴天时通过自然和人工强化方式，将灰霾通过沉降或吸附的方式停留在地面、构筑物或植物表面上的方法是干法清除，粒径越小效果越差，短时段内对PM2.5的清除效果并不明显。通过自然和人工的云、雾、雨，将灰霾浓度降低的方法是湿法清除，短时段内PM1.0以下灰霾粒子很难被水润湿和凝聚，因为灰霾粒子通常为空气或有机物紧密包裹住，特别是为有机物包裹后的亲水性大大降低。
浙江大学发明专利CN104815496A（2015-08-05）采用喷淋荷电水雾以高效清除大气雾霾；中国矿业大学发明专利CN106902595A（2017-06-30）中采用喷淋磁化水降低水的表面张力以提高雾霾清除效果；中国地质大学（北京）发明专利CN105013255A（2015-11-04）中采用袋式除尘器原理，将除雾霾装置加装在车辆上进行移动清除；中信重工机械股份有限公司发明专利CN105890074A（2016-08-24）中借用电除尘技术原理，将含有气溶胶污染物粒子的空气输入大型电除尘器中，使污染物粒子快速集聚在电极板上清除，从而输出清洁空气；发明专利CN105536987A（2016-05-04）中借用空气净化器原理，采用大型负离子、正离子或正负离子发生器向大气二次无机气溶胶发送正负离子，以中和气溶胶污染物所带电荷，加快其凝聚和沉降清除。
灰霾清除涉及到气溶胶粒子的吸附和凝聚，是一个复杂的物理化学过程，可以采用化学沉降剂来促进灰霾清除。化学沉降剂可分为润湿沉降剂、凝并成核剂和吸湿性沉降剂三类。其作用原理是用喷洒和爆破分散在大气中的化学沉降剂改变大气中水滴的表面张力和表面自由能，提高水滴对灰霾粒子的亲和力和渗透力，使水滴能快速渗透到灰霾粒子内部，增加灰霾粒子重量，同时扩大了灰霾粒子体积和比表面积，进一步提高了灰霾粒子的吸附能力，在灰霾粒子的热运动过程中粒子逐步凝聚长大，自然沉降清除。
在光催化剂存在下暴晒是降解和清除有机污染物最原始和经济的方法，典型的光催化剂是锐钛型纳米TiO2或掺杂纳米TiO2，它们在太阳光照射下能产生电子e-和空穴h+，能够使光催化剂表面吸附的H2O、O2、有机污染物氧化或还原，从而强力清除污染物。掺杂纳米TiO2光催化剂能明显改善污染表面的亲水和亲油性，使污染表面更容易为水和油润湿。目前已作为自清洁涂料组分应用于祛除太阳电池、建筑物、机动车、广告牌和公路护栏表面的污染物，但对于大气PM2.5的去除率并不高，主要原因是掺杂纳米TiO2光催化剂所带电荷量很少，不能静电吸引和主动捕集空气中的灰霾粒子。
发明内容
本发明的目的是提供一种光电催化灰霾清除涂层，克服现有灰霾清除产品对灰霾粒子捕集能力差的缺陷，它是将光电催化灰霾清除溶胶涂布在构筑物表面上，溶剂常温挥发后固化形成的功能涂层，光敏材料产生的正电荷静电吸引通常带负电荷的灰霾粒子，促使其凝聚长大后自然清除和光电催化分解；光电催化灰霾清除涂层溶胶由光电催化剂、正电荷发生剂、成涂层剂和溶剂组成，以可见光激活的掺杂纳米TiO2和卤化物钙钛矿型光敏材料作为功能组分。
本发明光电催化灰霾清除涂层溶胶配方的质量百分比组成为：
掺杂纳米TiO2 0.15%-1.0%
卤化锡 0.1%-1.0%
卤化铅 0-1.0%
卤化铵 0.03%-0.2%
卤化铯 0-0.3%
成涂层剂 0.15%-1.0%
溶剂 余量。
本发明光电催化灰霾清除涂层溶胶配方中光电催化剂是Sn-Pb掺杂纳米TiO2 ，粒径为5-20nm，由金属钛、锡和铅的化合物以摩尔比：Ti:Sn:Pb=1:0.2-0.5:0-0.5反应形成溶胶，再通过溶剂热法进一步反应制备得到。与现有技术不同之处在于不仅是少量锡和铅元素进入纳米TiO2晶格中实现掺杂，而且是纳米TiO2 、纳米SnO2 和纳米PbO2之间也存在相互复合掺杂，可能形成了钛酸锡、钛酸铅、锡酸铅、钛酸锡掺杂二氧化钛、钛酸铅掺杂二氧化钛和锡酸铅掺杂二氧化钛等复杂的光电催化剂混合物，使掺杂后的纳米TiO2 光催化能力显著提高，在可见光照射下就具有良好的光催化能力。
本发明光电催化灰霾清除涂层溶胶配方中正电荷发生剂是(NH4)xCs1-xSnyPb1-yX3(其中，x=0-1,y=0-1)、SnX2、PbX2、Sn-Pb掺杂纳米TiO2 、纳米SnO2和纳米PbO2，其中，(NH4)xCs1-xSnyPb1-yX3是由金属卤化物配位形成的钙钛矿型光敏材料，X是氯、溴或碘元素。钙钛矿型材料是优良的光敏半导体材料，在可见光照射下生成电子和空穴对，使材料表面双极性荷电，当光生电子为基体材料吸收后材料表面就带正电荷，使其对通常带负电荷的灰霾粒子具有强烈的静电吸引力；静电吸引使通常带负电荷的灰霾粒子克服了粒子间的静电排斥力聚集在一起形成大的灰霾粒子，有利于其自然沉降清除或被 光电催化分解。
本发明光电催化灰霾清除涂层溶胶配方中成膜剂是有机硅偶联剂，特别是正硅酸乙酯、甲基三甲氧基硅烷、偶联剂KH550、偶联剂KH560、偶联剂KH570之一或其混合物，与光电催化剂和正电荷发生剂粘合形成致密均匀的涂层薄膜，同时防止钙钛矿型正电荷发生剂被空气中水分侵蚀分解。
本发明光电催化灰霾清除涂层溶胶配方中溶剂是碳数为C1-C4的脂肪醇、醚、酯、腈、酰胺和水的混合物，优选γ-丁内酯和无水乙醇等安全环保和价格低廉的有机溶剂，使其能够完全溶解卤化物钙钛矿材料，并提供有机酯水解和无机盐离子化所需要的水分子料。
本发明光电催化灰霾清除涂层溶胶固体组分的质量百分浓度为0.5%-3%，溶胶涂布在构筑物表面上形成牢固的光电催化灰霾清除涂层，涂层膜厚度为100-500nm, 涂层膜固体组分质量为2-10g/m2，在重灰霾天气时和室内光照下2h内灰霾清除率为70%-85%。
本发明是发明人在从事太阳能电池玻璃自清洁涂料和钙钛矿薄涂层太阳能电池研究过程中发明的。其作用原理是将光电催化灰霾清除涂层当作一个未封装的钙钛矿薄涂层太阳电池，钙钛矿光敏材料受光照射产生大量电子和空穴对，光生电子容易通过二氧化钛电子传输层为涂层膜基底吸收，产生剩余的空穴正电荷，空穴正电荷可以直接静电吸引空气中通常带负电荷的灰霾粒子，使其凝聚和氧化分解；也可以氧化分解空气中水分产生羟基或氧自由基，间接凝聚和氧化分解灰霾粒子，改变灰霾粒子的表面张力性质，促进灰霾粒子润湿沉降、凝并成核和吸湿沉降；光电催化氧化改变了灰霾大粒子的表面附着力，在自然风力作用和雨水冲刷下容易从吸附表面上脱落，而灰霾大粒子难以在空气中重新漂浮，从而使清除空气中灰霾和使被污染表面实现自清洁。
本发明中光电催化灰霾清除涂层膜与太阳电池玻璃自清洁涂层膜相反，灰霾清除涂层表面带有正电荷，用于静电吸引和主动捕集通常带负电荷的灰霾，而不是静电排斥和防止灰霾附着。灰霾清除涂层钙钛矿型材料与钙钛矿薄涂层太阳能电池也有所不同，采用了安全环保和性能稳定的NH4SnX3钙钛矿型正电荷发生剂，并适当添加CsPbX3增强光敏性能，并未选择环境稳定性差的有机-无机杂化钙钛矿光敏材料。
本发明的另一个目的是提供一种光电催化灰霾清除涂层的制备方法，采取的技术方案和步骤为：
（1）分别将化学试剂卤化亚锡和卤化铅溶于γ-丁内酯中配制成1mol/L的溶液；分别将化学试剂卤化铯和卤化铵溶于无水乙醇中配制成1mol/L的溶液；
（2）在搅拌下将卤化铅溶液加入卤化亚锡溶液中，制得卤化亚锡和卤化铅混合溶液；再分别加入卤化铵溶液和卤化铯溶液，控制投料摩尔比为：SnX2：PbX2：NH4X：CsX =1：0-1：0.2-0.5:0-0.5，加热回流6-12h，通过溶剂热法进一步反应形成含有(NH4)xCs1-xSnyPb1-yX3(x=0-1,y=0-1)的钙钛矿型光敏材料溶胶，过量的SnX2和PbX2在回流过程中脱去卤化氢，氧化生成纳米SnO2和纳米PbO2溶胶，溶胶冷却后补加γ-丁内酯溶剂使形成的结晶完全溶解；
（3）将钛酸四丁酯试剂在搅拌下加入用氢碘酸溶液酸化的乙酰丙酮水溶液中，控制投料摩尔比为：钛酸四丁酯：乙酰丙酮：H2O：HI=1：0.6-1.2：4-6：0.01-0.1，放置24-48h使钛酸四丁酯水解-聚合反应进行完全，形成透明的纳米TiO2 溶胶；
（4）将纳米TiO2 溶胶缓慢滴加到以上制备的钙钛矿型光敏材料溶胶中，控制投料摩尔比为：Ti：Sn：Pb=1: 0.5：0-0.5，再加热回流6-12h，通过溶剂热法进一步反应形成含Sn-Pb掺杂纳米TiO2 光电催化剂和钙钛矿型正电荷发生剂的溶胶；
（5）在搅拌下加入有机硅成膜剂，控制投料摩尔比为: Ti：有机硅=1：0.5-1，用氢碘酸溶液调整溶胶pH为2-3，并强烈搅拌以防止带正电荷溶胶和带负电荷SiO2溶胶结合产生凝胶；
（6）用溶剂稀释溶胶至固体组分的质量百分浓度为0.5%-3%，得到光电催化灰霾清除涂层溶胶；
（7）将溶胶喷涂或刷涂在构筑物表面上，溶剂挥发后形成牢固附着的光电催化灰霾清除涂层，涂层膜厚度100-500nm, 固体组分质量2-10 g/m2，可用于清除室内外空气中灰霾。
本发明光电催化灰霾清除涂层也可以涂布在室内外墙面、屋顶、广告牌、装饰板、护栏以及机动车表面用于清除室内外空气中灰霾和使被涂布表面实现自清洁，其清除灰霾能力与光照强度和涂层中有效组分含量有关。
本发明的优点和有益效果为：
（1）本发明光电催化灰霾清除涂层利用太阳电池原理产生剩余正电荷，不需要额外提供能量，可以主动捕集和高效清除室内外空气中灰霾粒子；
（2）本发明光电催化灰霾清除涂层既能应用于清除室内外空气中灰霾，又能使被涂布表面实现自清洁，应用前景广阔；
（3）本发明光电催化灰霾清除涂层采用环保安全和价格的全无机材料，涂层可长期发挥除霾作用。
具体实施方式
实施例1
将化学试剂氯化亚锡22.6g（0.1mol）溶于γ-丁内酯中配制成1mol/L的溶液；将化学试剂氯化铵2.7g（0.05mol）溶于无水乙醇中配制成1mol/L的溶液；在搅拌下将氯化铵溶液加入氯化亚锡溶液中，加热回流6h，通过溶剂热反应形成含有NH4SnCl3的钙钛矿型光敏材料溶胶，过量的SnCl2在回流过程中脱去氯化氢，生成纳米SnO2溶胶，溶胶冷却后补加γ-丁内酯溶剂使沉淀完全溶解。
将钛酸四丁酯68.6g（0.2mol）在搅拌下加入含氢碘酸2.6g（0.02mol）、乙酰丙酮20g（0.2mol）和水18g（1.0mol）的混合溶液中，放置24h使水解-聚合反应进行完全,形成透明的纳米TiO2 溶胶。将纳米TiO2 溶胶缓慢滴加到以上制备的钙钛矿型光敏材料溶胶中，再加热回流6h，通过溶剂热反应形成含Sn掺杂纳米TiO2 光电催化剂和钙钛矿型正电荷产生剂的溶胶。在搅拌下加入甲基三甲氧基硅烷13.7g（0.1mol），用氢碘酸溶液调整溶胶pH为2-3，并强烈搅拌以防止带正电荷溶胶和带负电荷SiO2溶胶结合产生凝胶。用无水乙醇稀释溶胶至固体组分的质量百分浓度为3%，得到光电催化灰霾清除涂层溶胶1600g。
将光电催化灰霾清除涂层溶胶刷涂在一个15m2，层高2.7m的待装修房间墙面上，溶剂挥发后形成牢固的光电催化灰霾清除涂层，涂层膜厚度100nm, 固体组分质量2g/m2。在某一灰霾天中午时分进行的测试中，先打开门窗使室内外PM2.5浓度平衡，然后关闭门窗后在自然光下测得室内PM2.5浓度均为389μg/m3，在门窗关闭后0.5h、1.0h和2.0h时PM2.5浓度分别为172μg/m3、123μg/m3和85μg/m3；对应的灰霾清除率分别为55.8%、68.3%和78.1%。在某一灰霾天傍晚进行的测试中，关闭门窗后在室内20W灯光下测得室内PM2.5浓度均为352μg/m3，在门窗关闭后0.5h、1.0h和2.0h时PM2.5浓度分别为305μg/m3、273μg/m3和245μg/m3；对应的灰霾清除率分别为13.4%、22.4%和30.4%。
实施例2
将化学试剂氯化亚锡22.6g（0.1mol）溶于γ-丁内酯中配制成1mol/L的溶液；分别将化学试剂碘化铵4.4g（0.03mol）和碘化铯5.2g（0.02mol）溶于无水乙醇中配制成1mol/L的溶液；在搅拌下将碘化铵和碘化铯溶液加入氯化亚锡溶液中，加热回流8h，通过溶剂热反应形成含有(NH4)0.6Cs0.4SnICl2的钙钛矿型光敏材料溶胶，过量的SnCl2在回流过程中脱去氯化氢，生成纳米SnO2溶胶。
将钛酸四丁酯68.6g（0.2mol）在搅拌下加入含氢碘酸2.6g（0.02mol）、乙酰丙酮20g（0.2mol）和水18g（1.0mol）的混合溶液中，放置24h使水解-聚合反应进行完全,形成透明的纳米TiO2 溶胶。将纳米TiO2 溶胶缓慢滴加到以上制备的钙钛矿型光敏材料溶胶中，再加热回流8h，通过溶剂热反应形成含Sn掺杂纳米TiO2 光电催化剂和钙钛矿型正电荷产生剂的溶胶。在搅拌下加入有机硅偶联剂KH570 23.4g（0.1mol），用氢碘酸溶液调整溶胶pH为2-3，用无水乙醇稀释溶胶至固体组分的质量百分浓度为3%，得到光电催化灰霾清除涂层溶胶2100g。
将光电催化灰霾清除涂层溶胶刷涂在一个15m2，层高2.7m的待装修房间墙面上，溶剂挥发后形成牢固的光电催化灰霾清除涂层，涂层膜厚度100nm, 固体组分质量3g/m2。在某一灰霾天中午时分进行的测试中，先打开门窗使室内外PM2.5浓度平衡，然后关闭门窗后在自然光下测得室内PM2.5浓度均为351μg/m3，在门窗关闭后0.5h、1.0h和2.0h时PM2.5浓度分别为142μg/m3、104μg/m3和65μg/m3；对应的灰霾清除率分别为59.5%、70.3%和81.5%。
实施例3
分别将化学试剂氯化亚锡13.6g（0.06mol）和氯化铅11.1g（0.04mol）溶于N,N-二甲基甲酰胺溶剂中配制成1mol/L的溶液；分别将化学试剂碘化铵4.4g（0.03mol）和碘化铯5.2g（0.02mol）溶于无水乙醇中配制成1mol/L的溶液；在搅拌下将碘化铵和碘化铯溶液加入氯化亚锡和氯化铅溶液中，加热回流12h，通过溶剂热反应形成含有（NH4）0.6Cs0.4Sn0.6Pb0.4ICl2的钙钛矿型光敏材料溶胶，过量的SnCl2和PbCl2在回流过程中脱去氯化氢，生成纳米SnO2和PbO2混合溶胶，溶胶冷却后补加N,N-二甲基甲酰胺溶剂使结晶完全溶解。
将钛酸四丁酯68.6g（0.2mol）在搅拌下加入含氢碘酸2.6g（0.02mol）、乙酰丙酮20g（0.2mol）和水18g（1.0mol）的混合溶液中，放置24h使水解-聚合反应进行完全,形成透明的纳米TiO2 溶胶。将纳米TiO2 溶胶缓慢滴加到以上制备的钙钛矿型光敏材料溶胶中，再加热回流12h，通过溶剂热反应形成含Sn-Pb掺杂纳米TiO2 光电催化剂和钙钛矿型正电荷产生剂的溶胶。在搅拌下加入有机硅偶联剂KH560 23.6g（0.1mol），用氢碘酸溶液调整溶胶pH为2-3，用无水乙醇稀释溶胶至固体组分的质量百分浓度为3%，得到光电催化灰霾清除涂层溶胶2200g。
将光电催化灰霾清除涂层溶胶刷涂在一个15m2，层高2.7m的待装修房间墙面上，溶剂挥发后形成牢固的光电催化灰霾清除涂层，涂层膜厚度100nm, 固体组分质量3g/m2。在某一灰霾天中午时分进行的测试中，先打开门窗使室内外PM2.5浓度平衡，然后关闭门窗后在自然光下测得室内PM2.5浓度均为394μg/m3，在门窗关闭后0.5h、1.0h和2.0h时PM2.5浓度分别为128μg/m3、104μg/m3和61μg/m3；对应的灰霾清除率分别为67.5%、73.6%和84.5%。

Claims (6)

1.一种光电催化灰霾清除涂层，它是将光电催化灰霾清除溶胶涂布在构筑物表面上，溶剂常温挥发后固化形成的功能涂层，其特征在于光电催化灰霾清除涂层溶胶由光电催化剂、正电荷发生剂、成涂层剂和溶剂组成，以可见光激活的掺杂纳米TiO2和卤化物钙钛矿型光敏材料作为功能组分，涂层溶胶配方的质量百分比组成为：
掺杂纳米TiO2 0.15%-1.0%
卤化锡 0.1%-1.0%
卤化铅 0-1.0%
卤化铵 0.03%-0.2%
卤化铯 0-0.3%
成涂层剂 0.15%-1.0%
溶剂 余量。
2.按权利要求1所述的光电催化灰霾清除涂层，其特征在于涂层溶胶配方中光电催化剂是Sn-Pb掺杂纳米TiO2 ，粒径为5-20nm，由金属钛、锡和铅的化合物以摩尔比：Ti:Sn:Pb=1:0.2-0.5:0-0.5反应形成溶胶，再通过溶剂热法进一步反应制备得到。
3.按权利要求1所述的光电催化灰霾清除涂层，其特征在于涂层溶胶配方中正电荷发生剂是(NH4)xCs1-xSnyPb1-yX3(其中，x=0-1,y=0-1)、SnX2、PbX2、Sn-Pb掺杂纳米TiO2 、纳米SnO2和纳米PbO2，其中，(NH4)xCs1-xSnyPb1-yX3是由金属卤化物配位形成的钙钛矿型光敏材料，X是氯、溴或碘元素。
4.按权利要求1所述的光电催化灰霾清除涂层，其特征在于涂层溶胶配方中成膜剂是正硅酸乙酯、甲基三甲氧基硅烷、偶联剂KH550、偶联剂KH560、偶联剂KH570之一或其混合物。
5.按权利要求1所述的光电催化灰霾清除涂层，其特征在于涂层溶胶配方中溶剂是碳数为C1-C4的脂肪醇、醚、酯、腈、酰胺和水的混合物。
6.一种光电催化灰霾清除涂层的制备方法，其特征在于制备过程的技术方案和步骤为：
（1）分别将化学试剂卤化亚锡和卤化铅溶于γ-丁内酯中配制成1mol/L的溶液；分别将化学试剂卤化铯和卤化铵溶于无水乙醇中配制成1mol/L的溶液；
（2）在搅拌下将卤化铅溶液加入卤化亚锡溶液中，制得卤化亚锡和卤化铅混合溶液；再分别加入卤化铵溶液和卤化铯溶液，控制投料摩尔比为：SnX2：PbX2：NH4X：CsX =1：0-1：0.2-0.5:0-0.5，加热回流6-12h，通过溶剂热法进一步反应形成含有(NH4)xCs1-xSnyPb1-yX3(x=0-1,y=0-1)的钙钛矿型光敏材料溶胶，过量的SnX2和PbX2在回流过程中脱去卤化氢，氧化生成纳米SnO2和纳米PbO2溶胶，溶胶冷却后补加γ-丁内酯溶剂使形成的结晶完全溶解；
（3）将钛酸四丁酯试剂在搅拌下加入用氢碘酸溶液酸化的乙酰丙酮水溶液中，控制投料摩尔比为：钛酸四丁酯：乙酰丙酮：H2O：HI=1：0.6-1.2：4-6：0.01-0.1，放置24-48h使钛酸四丁酯水解-聚合反应进行完全，形成透明的纳米TiO2 溶胶；
（4）将纳米TiO2 溶胶缓慢滴加到以上制备的钙钛矿型光敏材料溶胶中，控制投料摩尔比为：Ti：Sn：Pb=1: 0.5：0-0.5，再加热回流6-12h，通过溶剂热法进一步反应形成含Sn-Pb掺杂纳米TiO2 光电催化剂和钙钛矿型正电荷发生剂的溶胶；
（5）在搅拌下加入有机硅成膜剂，控制投料摩尔比为: Ti：有机硅=1：0.5-1，用氢碘酸溶液调整溶胶pH为2-3，并强烈搅拌以防止带正电荷溶胶和带负电荷SiO2溶胶结合产生凝胶；
（6）用溶剂稀释溶胶至固体组分的质量百分浓度为0.5%-3%，得到光电催化灰霾清除涂层溶胶；
（7）将溶胶喷涂或刷涂在构筑物表面上，溶剂挥发后形成牢固附着的光电催化灰霾清除涂层，涂层膜厚度100-500nm, 固体组分质量2-10 g/m2，可用于清除室内外空气中灰霾。
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