CN114106620A - 一种空气净化环保涂料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种空气净化环保涂料，其特征在于，采用如下工艺制备：将硝酸铁、醋酸锰加入去离子水/乙二醇的混合溶液中，接着加入复配的表面活性剂PEO‑PPO‑PEO(P123)、十六烷基三甲基氯化铵CTAC和柠檬酸三钠，采用氨水调整pH为8.5‑9，在120‑140摄氏度加热处理，随后将产物于去离子水和乙醇中交替洗涤多次，在300‑400摄氏度下热处理30‑60min，得到FeMnO3；接着，将FeMnO3继续超声混合于去离子水中，加入醋酸锌、钛酸四丁酯和氨水，将其置于磁力搅拌机上于200w的高压汞灯下光照15‑20h后，用去离子水洗涤，在300‑400摄氏度下热处理30‑60min，得到FeMnO3‑ZnTiO3的复合材料；本申请精准调控形成纳米片搭接而成的花状FeMnO3；将其作为载体后负载纳米ZnTiO3，FeMnO3极大比表面积的纳米片提高了ZnTiO3的分散性，避免了纳米颗粒的团聚，从而提高了光催化活性。

Description

一种空气净化环保涂料
技术领域
本发明涉及空气净化环保涂料技术领域。
背景技术
随着我国经济的高速发展，人民生活水平不断提高，对家居环境装修越来越重视，而室内的各种装饰装修材料及家具中含有的有害物质释放后会造成室内空气污染。空气中的污染物主要包括甲醛、VOC等有机挥发物，其中，甲醛是一种无色、具有强烈刺激性气味的气体，在室温下极易挥发，对人的皮肤和粘膜具有强烈的刺激作用，长期接触容易引起慢性呼吸道疾病、妊娠综合症及新生儿体质降低，对人体神经、免疫系统、肝脏等都有毒害作用，解决室内环境污染成为当前人们关注的热点。
建筑涂料具有涂覆面积大的特点，将其赋予空气净化的功能，将对室内空气环境的改善起到重要的作用。光催化技术作为一种绿色无二次污染的技术，具有无残留，适用性广，处理效果高的特点，成为气体污染物处理技术的研究热点。目前常见的光催化剂为TiO2，容易发生光生电子和空穴的重新复合，使得催化活性大打折扣，此外，比表面积低，分散性差，催化活性降低，且制备工艺复杂，成本较高，难以很好的实现工业化应用。
发明内容
本发明的目的为：提供一种具有优异空气净化环保涂料及其制备方法，其能够在可见光激发下，对室内空气环境中的甲醛、VOC等气体污染物进行良好的催化降解和净化。
一种空气净化环保涂料，其特征在于，采用如下工艺制备：将一定比例的硝酸铁、醋酸锰加入去离子水/乙二醇的混合溶液中，接着加入复配的表面活性剂PEO-PPO-PEO(P123)、十六烷基三甲基氯化铵CTAC和柠檬酸三钠，硝酸铁、P123和CTAC、柠檬酸三钠的加入质量比例为1：(0.3-0.8)：(0.1-0.3)：(0.1-0.5)，采用氨水调整pH为8.5-9；在120-140摄氏度加热处理，随后将产物于去离子水和乙醇中交替洗涤多次，在300-400摄氏度下热处理30-60min，得到FeMnO3；
接着，将FeMnO3继续超声混合于去离子水中，加入醋酸锌、钛酸四丁酯和氨水，将其置于磁力搅拌机上于200w的高压汞灯下光照15-20h后，用去离子水洗涤，在300-400摄氏度下热处理30-60min，得到FeMnO3-ZnTiO3的复合材料；
优选的，硝酸铁、醋酸锰的摩尔比为1：1；
优选的，醋酸锌、钛酸四丁酯的摩尔比为1：1；
优选的，去离子水/乙二醇的比例为1：(1-2)；
有益效果：
本申请以去离子水和乙二醇作为溶剂，在溶剂中加入柠檬酸三钠，且复配的两种表面活性剂P123和CTAC，在反应过程中两种表面活性剂相互作用，根据表面活性剂的等电位点来调整pH，精准调控形成纳米片搭接而成的花状FeMnO3；将其作为载体后负载纳米ZnTiO3，FeMnO3极大比表面积的纳米片提高了ZnTiO3的分散性，避免了纳米颗粒的团聚，从而提高了光催化活性，将该光催化剂应用于涂料后，有效清除甲醛等有毒有害气体。
附图说明
图1为本申请实施例1的花状FeMnO3的SEM图。
具体实施方式
实施例1
将10mmol硝酸铁、10mmol醋酸锰加入80ml、体积比为1：1的去离子水/乙二醇的混合溶液中，接着加入复配的表面活性剂P123、CTAC和15mmol的柠檬酸三钠，硝酸铁、P123和CTAC、柠檬酸三钠的加入质量比例为1：0.3：0.2：0.1，采用氨水调整pH为8.5；在120摄氏度加热回流，随后将产物于去离子水和乙醇中交替洗涤多次，在300摄氏度下热处理30min，得到FeMnO3；
将FeMnO3继续超声混合于去离子水中，加入2mmol醋酸锌、2mmol钛酸四丁酯，加入氨水调节pH为9，将其置于磁力搅拌机上于200w的高压汞灯下光照15h后，用去离子水洗涤，在300摄氏度下热处理30min，得到FeMnO3-ZnTiO3的复合材料。
对比例1
将10mmol硝酸铁、10mmol醋酸锰加入80ml、体积比为1：1的去离子水/乙二醇的混合溶液中，接着加入复配的表面活性剂P123、CTAC和15mmol的柠檬酸三钠，硝酸铁、P123和CTAC、柠檬酸三钠的加入质量比例为1：(0.3-0.8)：(0.1-0.3)：(0.1-0.5)，采用氨水调整pH为8.5；在120摄氏度加热回流，随后将产物于去离子水和乙醇中交替洗涤多次，在300摄氏度下热处理30min，得到FeMnO3。
对比例2
在去离子水中加入2mmol醋酸锌、2mmol钛酸四丁酯，加入氨水调节pH为9，将其置于磁力搅拌机上于200w的高压汞灯下光照15h后，用去离子水洗涤，在300摄氏度下热处理30min，得到ZnTiO3。
实施例1以及对比例1-2材料的性能测试：
将20mg的实施例1以及对比例1-2的材料放入反应器中；实验条件如下：氧气21％，氮气79％，甲醛600ppm；甲苯1000ppm，相对湿度为50％，空速为60000mL/(gh)，5h后测试其对甲醛、甲苯的去除率。
甲醛去除率 甲苯去除率
实施例1 93.2％ 91.4％
对比例1 73.9％ 73.0％
对比例2 81.5％ 89.4％
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种空气净化环保涂料，其特征在于，采用如下工艺制备：将一定比例的硝酸铁、醋酸锰加入去离子水/乙二醇的混合溶液中，接着加入复配的表面活性剂PEO-PPO-PEO(P123)、十六烷基三甲基氯化铵CTAC和柠檬酸三钠，硝酸铁、P123和CTAC、柠檬酸三钠的加入质量比例为1：(0.3-0.8)：(0.1-0.3)：(0.1-0.5)，采用氨水调整pH为8.5-9，在120-140摄氏度加热处理，随后将产物于去离子水和乙醇中交替洗涤多次，在300-400摄氏度下热处理30-60min，得到纳米片搭接而成的花状FeMnO3；
接着，将FeMnO3继续超声混合于去离子水中，加入醋酸锌、钛酸四丁酯，加入氨水调节pH为9-10，将其置于磁力搅拌机上于200w的高压汞灯下光照15-20h后，用去离子水洗涤，在300-400摄氏度下热处理30-60min，得到FeMnO3-ZnTiO3的复合材料。
2.根据权利要求1所述的一种空气净化环保涂料，硝酸铁、醋酸锰的摩尔比为1：1。
3.根据权利要求1所述的一种空气净化环保涂料，醋酸锌、钛酸四丁酯的摩尔比为1：1。
4.根据权利要求1-4所述的一种空气净化环保涂料，去离子水/乙二醇的比例为1：(1-2)。
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Title
廖耀祖等: "《纳米尺度导电聚合物的合成及多功能性》", 31 May 2020 *

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