[发明专利]锌钛复合氧化物负载型冷触媒同时除甲醛和杀菌

说明书

技术领域

本发明为一种用于室温可以彻底去除车内空气中的甲醛和具有高效抗菌性能的锌钛复合氧化物纳米冷触媒，涉及催化、微生物和环境保护领域。本发明的锌钛复合氧化物纳米冷触媒在常温常湿的真实环境中可以高效稳定彻底地去除空气中的甲醛，同时具有长效、高效和稳定的广谱抗菌能力，且对人体无任何不良副作用 

本发明还涉及上述的纳米冷触媒制备方法。 

本发明还涉及上述纳米冷触媒应用于制备各种空气净化器和微生物处理装置同时去除甲醛和杀灭病菌，尤其适用于车用的空气净化器。 

背景技术

甲醛是一种主要的室内空气污染物，其危害受到了人们广泛的关注。中国在2002年颁布的《室内空气质量标准》(GB/T18883-2002)中规定室内空气中甲醛的卫生标准(最高允许浓度)分别为0.10mg/m³。因此，去除室内空气中的甲醛有重要的意义。净化方法可以粗略地分为吸附法、化学反应法、等离子体技术、光催化法和催化法，其中催化法是一种长效的方法。美国专利US 5585083发明了一种Pd/SnO₂催化剂去除空气中甲醛的方法，催化剂在没有额外的能量输入和-5～25℃条件下，以空气中的氧为氧化剂将甲醛完全氧化成二氧化碳和水。但是，催化剂高的Pd含量(12wt％)导致催化剂的价格昂贵。中国专利CN1698932用负载钯的稀土氧化物或者钯属复合氧化物催化剂，在80～100℃温度下对甲醛能获得较好的效果。 

纳米抗菌冷触媒因抗菌效率高、稳定性好、无毒无味和广谱性等优点具有广阔的市场。常用于纳米抗菌冷触媒主要是负载Ag(Ag₂O)、CuO或ZnO等系列无机物，因为银系抗菌能力较强，对革兰阳性、阴性菌和霉菌以及酵母菌都有较好的效果，而且安全性好，对人体不产生毒害作用，所以目前商业化的抗菌剂主要是银系抗菌冷触媒，并广泛应用于涂料、塑料、橡胶和织物等相关产品。 

目前认为银系抗菌冷触媒主要有两种机理：银离子渗出机理和催化活化氧机理。银离子渗出机理是通过银系抗菌冷触媒渗出银离子Ag⁺跟微生物结合，破坏细胞合成酶、电子传输系统、呼吸系统或物质传送系统等，导致微生物死亡。目前多数无机抗菌冷触媒都是采用银离子渗出机理。如CN 1568704A发明的TiAgZn复合体系，CN 1742583A发明的纳米ZnTi，ZnO和Ag₂O体系以及US20090047311发明的银硫酸铝体系等。这样机理因为需要不断消耗Ag⁺，所以抗菌剂的使用寿命(耐用性)决定于抗菌冷触媒银的含量，最终因银的耗尽导致抗菌性能失效。所以渗出机理的Ag⁺抗菌剂在使用寿命和经济上存在问题，不能适应持续发展的经济战略。 

催化活化氧机理主要是银原子(包括带部分正电荷Ag离子)在空气中能够将空气中的氧活化成活性氧物种(如O^-，O₂^-或者O₂^2-等)，或在液体中能将溶剂活化成活性自由基(HO·或RO·，R代表有机物等)，这些活性氧物种或者活性自由基能非选择性的破坏微生物基体，导致微生物的死亡。这样的抗菌剂对微生物没有选择性，故具有广谱杀菌性能，因为基于催化的机理，所以杀菌作用不消耗贵钯属银，具有长效性和稳定性。因此，催化活化氧式的抗菌冷触媒具有银离子渗出式抗菌冷触媒无法攀比的优势。如CN 101187018A铝片上负载钯属银具有规整的结构；CN 1857309A利用钯属银粉制成妇女用的喷剂对各种细菌真菌等有很好的效果；US 20090130181用UV将Ag⁺在多种天然和合成的冷触媒上原位还原成钯属Ag，具有高效和长效的抗菌性能等。 

本发明的目的是提供一种具有同时高效室温去除甲醛和广谱长效抗菌的整体型纳米冷触媒以及制备方法和应用。 

发明内容

本发明的目的1：提供一种同时高效室温去除甲醛和广谱长效抗菌的整体型纳米冷触媒。 

本发明的目的2：提供制备同时高效室温去除甲醛和广谱长效抗菌的整体型纳米冷触媒的制备方法。 

本发明的目的3：涉及上述纳米冷触媒应用于制备各种环保、空气污染物治理、医疗和卫生防御以及涂料、塑料、橡胶和织物等产品。 

本发明的目的是通过以下技术方案来实现： 

本发明提供的高效室温去除甲醛和广谱长效抗菌的整体型纳米冷触媒，采 用以下方法合成：