CN110961160A - 一种光催化颗粒及溶剂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光催化颗粒，由颗粒状的吸附材料、蓄光材料和纳米酞菁金属氧化物构成，吸附材料具有微孔结构，蓄光材料和纳米酞菁金属氧化物负载于所述吸附材料表面和微孔内。将光催化颗粒分散入羧甲基纤维素水溶液，即得到光催化溶剂。在本发明光催化颗粒中的蓄光材料可发光，对纳米酞菁金属氧化物（有机半导体）照射，使其产生大量的电子空穴移动，为二氧化钛的光催化提供了良好的条件，使得原有的催化效率得到很大提升，且性能稳定。本发明光催化溶剂使用方便，直接涂覆于环保产品的表面即可使光催化颗粒附着于产品。

Description

一种光催化颗粒及溶剂
技术领域
本发明涉及光催化领域，进一步优化了二氧化钛光催化对光线波长的要求，运用纳米酞菁金属化合物和蓄光材料结合光催化降解室内甲醛、甲苯、苯、TVOC等有害物质。
背景技术
眼下，居室的装修污染问题日益增多，些装修中所使用的装修板材、涂料、油漆、泡沫填料等材料中所释放的甲醛、甲苯、苯、TVOC等有机有害气体已导致室内空气的严重污染，对人的身体健康造成极大的威胁。这其中最为普遍存在的就是甲醛、甲苯、苯、TVOC等有害气体超标现象。因此，有效去甲醛、甲苯、苯、TVOC等有害物质已成为当今环境保护的一项重要内容，必须引起高度的重视。
目前，治理甲醛污染的二氧化钛光催化技术在室内污染实际应用中存在着一定的弊端，纳米级二氧化钛，其在紫外光的照射下，会产生光催化作用，能降解甲醛、甲苯、苯、TVOC等有害气体，但是其应用中存在一些关键的制约问题。一是由于室内装修污染对太阳能的利用率较低，其光吸收波长主要集中在紫外区(λ<387nm)，而辐射到地面的紫外光部分仅占太阳光的3％左右；二是在居家环境利用紫外光源时，人体保护造成很大难题，受催化条件的制约，导致二氧化钛应用于室内环境催化有害气体方式得不到很好发挥。这样的方式，即便在室内环境使用大量的二氧化钛也无法得到比较理想的净化效果，对于价格昂贵的二氧化钛而言也是一种极大的浪费。
因此，光催化治理甲醛、甲苯、苯、TVOC等有害物质技术，迫切需要进行彻底的改进，需要一种能够不受紫外光源条件限制的光催化材料对室内甲醛、甲苯、苯、TVOC等有害气体进行催化降解，让人们得到健康安全的居住环境。
发明内容
本发明要解决技术问题是：克服上述现有技术的缺陷，提供一种一种光催化颗粒及溶剂，其降解效率高于二氧化钛在室内无紫外线照射条件下的300%以上。
为了解决上述技术问题，本发明提供的光催化溶剂，由吸附材料、蓄光材料和纳米酞菁金属氧化物构成，所述吸附材料具有多孔结构，所述蓄光材料和纳米酞菁金属氧化物吸附于该吸附材料中。
本发明还提供了一种光催化溶剂，为分散有上述光催化颗粒的羧甲基纤维素水溶液，光催化颗粒、羧甲基纤维素、水的质量比为10-30%：0.5%-5%：1。
本发明利用蓄光材料与酞菁氧钛、酞菁铁、酞菁铝等其中一种或多种酞菁金属化合物结合，在光波波长10nm～1mm的范围内对甲醛、甲苯、苯、TVOC等有害物质进行催化降解。
在本发明光催化颗粒中的蓄光材料可发光，对纳米酞菁金属氧化物（有机半导体）照射，使其产生大量的电子空穴移动，为二氧化钛的光催化提供了良好的条件，使得原有的催化效率得到很大提升，且性能稳定。本发明光催化溶剂使用方便，直接涂覆于环保产品的表面即可使光催化颗粒附着于产品。
本发明表现出较为明显的净化效果，在光波波长10nm～1mm的范围内对甲醛、甲苯、苯、TVOC等有害物质进行催化降解，其降解效率高于二氧化钛在室内无紫外线照射条件下的300%以上。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行解释说明。
本发明实施例光催化颗粒，由颗粒状的吸附材料、蓄光材料和纳米酞菁金属氧化物构成，吸附材料具有微孔结构，蓄光材料和纳米酞菁金属氧化物负载于所述吸附材料表面和微孔内。本发明中，吸附材料为活性炭、海泡石、轻质实木或硅藻土。蓄光材料为夜光粉，产生光。可选用稀土铝酸盐或硫化锌。酞菁金属氧化物为酞菁氧钛、酞菁铁、酞菁铝中的一种或几种的混合。其中，吸附材料的粒径为10-30nm，纳米酞菁金属氧化物的粒径范围为2-5nm。
光催化溶剂，则为分散有本实施例光催化颗粒的羧甲基纤维素水溶液，光催化颗粒、羧甲基纤维素、水的质量比为10-30%：0.5%-5%：1。光催化溶剂为悬浊液，通过刷涂将光催化颗粒负载于环保产品的表面。
光催化颗粒的制备实施例一
将颗粒状吸附材料升温至50℃后加入纳米酞菁金属氧化物，真空机内保持时间为30min，降温至常温，使酞菁金属氧化物负载于吸附材料，去离子水清洗之后，加入蓄发光材料继续升温至20℃，降温至常温。
光催化颗粒的制备实施例二
将颗粒状吸附材料升温至130℃后加入纳米酞菁金属氧化物，真空机内保持时间为5smin，降温至常温，使酞菁金属氧化物负载于吸附材料，去离子水清洗之后，加入蓄发光材料继续升温至95℃，降温至常温。
光催化颗粒的制备实施例三
将颗粒状吸附材料升温至100℃后加入纳米酞菁金属氧化物，真空机内保持时间为10min，降温至常温，使酞菁金属氧化物负载于吸附材料，去离子水清洗之后，加入蓄发光材料继续升温至50℃，降温至常温。
光催化溶剂的制备实施例一
将上述制备得到的光催化颗粒加入0.5%的羧甲基纤维素水溶液并进行分散，制得空气催化溶剂。
光催化溶剂的制备实施例二
将上述制备得到的光催化颗粒加入5%的羧甲基纤维素水溶液并进行分散，制得空气催化溶剂。
光催化溶剂的制备实施例三
将上述制备得到的光催化颗粒加入2%的羧甲基纤维素水溶液并进行分散，制得空气催化溶剂。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种光催化颗粒，由颗粒状的吸附材料、蓄光材料和纳米酞菁金属氧化物构成，所述吸附材料具有微孔结构，所述蓄光材料和纳米酞菁金属氧化物负载于所述吸附材料表面和微孔内。
2.根据权利要求1所述的光催化颗粒，其特征在于：所述吸附材料为活性炭、海泡石、轻质实木或硅藻土。
3.根据权利要求1所述的光催化溶剂，其特征在于：所述蓄光材料为夜光粉，选用稀土铝酸盐或硫化锌。
4.根据权利要求1所述的光催化颗粒，其特征在于：所述酞菁金属氧化物为酞菁氧钛、酞菁铁、酞菁铝中的一种或几种的混合。
5.根据权利要求1所述的光催化颗粒，其特征在于：所述吸附材料的粒径为10-30nm，纳米酞菁金属氧化物的粒径范围为2-5nm。
6.一种光催化溶剂，为分散有权利要求1-5任一项所述光催化颗粒的羧甲基纤维素水溶液，光催化颗粒、羧甲基纤维素、水的质量比为10-30%：0.5%-5%：1。
7.权利要求1-5任一项所述光催化颗粒的制备工艺，其特征在于：将颗粒状吸附材料升温至50～130℃后加入纳米酞菁金属氧化物，真空机内保持时间为5s～30min，降温至常温，使酞菁金属氧化物负载于吸附材料，去离子水清洗之后，加入蓄发光材料继续升温至20～95℃，降温至常温。
8.权利要求6所述光催化溶剂的制备工艺，其特征在于：将颗粒状吸附材料升温至50～130℃后加入纳米酞菁金属氧化物，真空机内保持时间为5s～30min，降温至常温，使酞菁金属氧化物负载于吸附材料，去离子水清洗之后，加入蓄发光材料继续升温至20～95℃，待降温至常温后，加入0.5%-5%的羧甲基纤维素水溶液并进行分散，制得空气催化溶剂。
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