CN114515584A - 一种光触媒组合物及其制备方法、应用 - Google Patents

一种光触媒组合物及其制备方法、应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种光触媒组合物，包括复合二氧化钛、三氧化钨，所述复合二氧化钛为二氧化钛表面包覆氯铂酸，所述二氧化钛、氯铂酸、三氧化钨的质量比0.5～2∶0.1～1∶0.1～1。本发明还提供了所述光触媒组合物在制备抗菌剂和涂料中的应用。本发明还提供了一种含有所述光触媒组合物的光触媒滤网的制备方法。本发明的光触媒组合物能够显著提高低浓度下光触媒降解有机物的效率，提高抗菌性能，环保、无毒，其可以用于制备抗菌剂或抑菌材料、也可以用于制备光触媒滤网涂料、建筑物内墙功能涂料，制备的光触媒滤网在光照下具有持续分解有机物的效果，具有广泛的应用前景。

Description

一种光触媒组合物及其制备方法、应用
技术领域
本发明属于光触媒技术领域，具体涉及一种光触媒组合物及其制备方法、应用。
背景技术
自1972年发现纳米TiO2的光催化现象以来，纳米光催化技术得到了飞速的发展，使用氧化钛(TiO2)的光触媒，由于廉价、化学稳定性优良、具有高光触媒活性(有机化合物分解性、抗菌性等)、对人体无害等，而被广泛应用。至今，已发现有3000多种有机化合物在紫外线的照射下可通过TiO2等光催化材料迅速分解，特别在其他方法难以处理时，这种方法优势更明显。TiO2有强的氧化性，能氧化降解大部分的有机污染物及无机污染物，而且其反应条件和(常温、常压)，活性高，抗菌速度快，热稳定性好，价格便宜，对人体无害，成为人们最为关注的一种。以TiO2为催化剂，利用光催化的方法氧化降解空气中的VOC是近年来日益受到重视的一项污染治理新技术。
纳米TiO2有强的氧化性，当纳米TiO2经受太阳或荧光紫外线照射时，能使空气中氧或水分解形成活性氧和羟基，具有使有机物质氧化分解的能力，将其最终降解为CO2等无害物质，或者说锐钛矿结晶结构的TiO2在太阳光、荧光中紫外线照射时，表面产生活性·OH、O2-等起很强的氧化作用，使细菌分解起到杀菌作用。
传统的TiO2光触媒网的制备方法通常为先将TiO2光触媒粉末分散在溶剂中，之后再涂覆在滤网上以形成TiO2光触媒滤网。但是，用这种方法制备的TiO2光触媒网其上面只含有TiO2，其光催化效率低难以满足实际应用，另一方面，此法制备的TiO2光触媒滤网对于低浓度的有机污染物的降解效率较低。所以，如何提高低浓度下的有机污染物催化降解效率成为推广TiO2光触媒在空气净化领域应用的难题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种光触媒组合物及其制备方法、应用。
本发明还提供了一种含有所述光触媒组合物的光触媒滤网的制备方法。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种光触媒组合物，包括复合二氧化钛(TiO2)、三氧化钨(WO3)，所述复合二氧化钛为二氧化钛表面包覆氯铂酸(H2PtCl6)，所述二氧化钛、氯铂酸、三氧化钨的质量比0.5～2∶0.1～1∶0.1～1。
所述二氧化钛粒径为50～500nm，所述三氧化钨粒径为10～500nm。
优选的，所述二氧化钛选自非晶氧化钛、锐钛矿型氧化钛、金红石型氧化钛以及板钛矿型氧化钛中的至少一种，更优选的氧化钛为选自锐钛矿型氧化钛及金红石型氧化钛中的至少一种，进一步优选为金红石型氧化钛。
所述光触媒组合物制备方法，包括以下步骤：
(1)将二氧化钛水溶液中加入氯铂酸，搅拌，得到复合二氧化钛溶液；
(2)将三氧化钨水溶液滴加到所述复合二氧化钛溶液溶液中，搅拌，形成稳定的光触媒组合物溶液；
(3)将所述光触媒组合物溶液干燥，得到所述光触媒组合物。
步骤(1)中所述二氧化钛水溶液的浓度为1～10wt％，所述三氧化钨水溶液的浓度为1～10wt％。
优选地，步骤(1)的搅拌时间为15-30分钟，步骤(2)的搅拌时间为4-8分钟。
本发明还提供了所述光触媒组合物在制备抗菌剂中的应用。
本发明还提供了所述光触媒组合物在制备涂料中的应用。
本发明还提供了一种含有所述光触媒组合物的光触媒滤网的制备方法，包括将无纺布在步骤(2)所述光触媒组合物溶液中浸泡、干燥，即得。
优选地，所述浸泡的时间为1-10分钟，所述干燥的温度为120-140℃。
优选地，所述无纺布为聚对苯二甲酸乙二醇酯无纺布。
优选地，所述无纺布上光触媒组合物的含量为300g/m2～800g/m2。
本发明的主要化学反应如下：
Figure BSA0000225524560000031
Figure BSA0000225524560000032
Figure BSA0000225524560000033
氧化钛表面吸附的PtCl6 2-光照生成PtCl5 2-和Cl(式1)。氧化钛表面吸附的PtCl5 2-不稳定，通过与同样吸附在氧化钛表面的H2O分子发生反应生成稳定的PtCl5OH2 -(式2)。此PtCl5OH2-与PtCl6 2-一样通过照射可见光引起断裂(式3)，通过一系列的化学连锁反应，保持稳定的可见光响应能力，WO3是在可见光波段起效的光触媒材料，在配方中可以增加反应速度。
本发明的有益效果是：本发明的光触媒组合物能够显著提高低浓度下光触媒降解有机物的效率，提高抗菌性能，环保、无毒，其可以用于制备抗菌剂或抑菌材料、也可以用于制备光触媒滤网涂料、建筑物内墙功能涂料，制备的光触媒滤网在光照下具有持续分解有机物的效果，具有广泛的应用前景。
附图说明
图1为实施例中复合光触媒滤网去除乙醛测试结果图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步地说明，本发明的范围不受这些实施例的限制。
实施例1
一种光触媒滤网加工的制备方法，包括以下步骤：
(1)将5wt％的二氧化钛溶液放入氯铂酸，搅拌20分钟，得到复合二氧化钛溶液；
(2)将5wt％的三氧化钨水溶液缓慢滴加到所述复合二氧化钛溶液中，搅拌5min，形成稳定的溶液；
(3)将聚对苯二甲酸乙二醇酯无纺布网浸泡5分钟提拉后，放入干燥箱中130℃烘干获得光触媒滤网。
步骤(1)中所述二氧化钛粒径为100nm。
所述二氧化钛、氯铂酸、三氧化钨的质量比1∶0.5∶0.5。
所述二氧化钛为金红石型氧化钛。
光触媒材料在聚对苯二甲酸乙二醇酯无纺布基材上的单位面积重量为500g/m2。
测试所得复合光触媒滤网降解乙醛的效果，其中乙醛初始浓度为10ppm，试验舱体积为125L，滤网面积为529cm2，测试仪器为红外光声谱气体监测仪(Innova 1512)，该检测仪可连续监测舱内污染物浓度变化。照射光源分别为18W365nm灯和18W 400nm灯。从图1可以看出，该配方在近紫外光波段反应速度最优，在可见光波段也有次优反应速度，20分钟后，效果相同。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种光触媒组合物，其特征在于，包括复合二氧化钛、三氧化钨，所述复合二氧化钛为二氧化钛表面包覆氯铂酸，所述二氧化钛、氯铂酸、三氧化钨的质量比0.5～2∶0.1～1∶0.1～1。
2.根据权利要求1所述的光触媒组合物，其特征在于，所述二氧化钛选自非晶氧化钛、锐钛矿型氧化钛、金红石型氧化钛以及板钛矿型氧化钛中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的一种光触媒组合物，其特征在于，所述二氧化钛为选自锐钛矿型氧化钛及金红石型氧化钛中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的光触媒组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将二氧化钛水溶液中加入氯铂酸，搅拌，得到复合二氧化钛溶液；
(2)将三氧化钨水溶液滴加到所述复合二氧化钛溶液溶液中，搅拌，形成稳定的光触媒组合物溶液；
(3)将所述光触媒组合物溶液干燥，得到所述光触媒组合物。
5.根据权利要求4所述的光触媒组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：所述二氧化钛水溶液的浓度为1～10wt％，所述三氧化钨水溶液的浓度为1～10wt％。
6.根据权利要求1-3任一项所述的光触媒组合物在制备抗菌剂中的应用。
7.根据权利要求1-3任一项所述的光触媒组合物在制备涂料中的应用。
8.一种含有权利要求1-3任一项所述的光触媒组合物的光触媒滤网的制备方法，其特征在于，包括将无纺布在权利要求5中所述光触媒组合物溶液中浸泡、干燥，即得。
9.根据权利要求8所述光触媒滤网的制备方法，其特征在于，所述无纺布为聚对苯二甲酸乙二醇酯无纺布。
10.根据权利要求8所述光触媒滤网的制备方法，其特征在于，所述无纺布上光触媒组合物的含量为300g/m2～800g/m2。
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