[发明专利]用于降解甲醛的纳米球状多孔弱光光触媒、制备方法及其应用

说明书

  

技术领域

本发明涉及光触媒技术领域，尤其涉及一种用于降解甲醛的纳米球状多孔弱光光触媒、制备方法及其应用。 

背景技术

当前环境污染问题凸显，尤其是雾霾的大面积出现严重威胁到人类的生存环境，环境空气治理刻不容缓。光触媒作为一种适合空气净化的新兴环保材料，得到越来越广泛的研究。但现有技术多为实验室研发产品，且以紫外光或可见光为能量激发源，应用方面以水体污染物治理为主，实际用于甲醛污染物降解的产品几乎空白，甲醛的主要危害表现为对皮肤粘膜的刺激作用，甲醛在室内达到一定浓度时，人就有不适感，大于0.08m3的甲醛浓度可引起眼红、眼痒、咽喉不适或疼痛、声音嘶哑、喷嚏、胸闷、气喘、皮炎等，新装修的房间甲醛含量较高，是众多疾病的主要诱因，同时也是形成雾霾的一类小分子气体。因此，环境中甲醛的治理刻不容缓。此外，现有的光触媒产品大都为粉体和不透明或半透明的悬浮液，不仅影响到基材表观，而且目前成熟光触媒产品存在制备条件苛刻、太阳光利用率低、空气净化降解效率低、不利于制造、存储和施工等问题加以解决。 

专利CN101486867A采用纳米二氧化钛、纳米磷酸钛、纳米二氧化硅、纳米负离子粉配合其他建筑涂料用乳液、消泡剂、偶联剂、分散剂及增稠剂、水等组成建筑涂料，用于消除室内甲醛、TVOC、苯、氨等空气污染气体。该法复配使用的增稠剂、消泡剂及偶联剂等材料均含有一定量的有机成分，对环境是否造成二次污染值得商榷，也不适合在一些透明度要求高的场合使用。 

专利CN102029168A公开了一种纳米焦磷酸氧钛光触媒的制备方法。该专利产品呈白色粉状固体，主要针对有机污染物废水净化领域的应用，运用于空气领域的净化尚需解决负载、成膜等关键问题。 

日本特开平2004-180195A以四氯化钛为钛源，制备了具有一维结构的非晶态磷酸钛光触媒，无色透明，用于空气中硫化物、氮氧化物及VOC等污染物的降解净化，也可作为抗菌、抑菌材料使用。该产品对实际使用的喷洒工艺要求高，喷涂一旦出现流挂，成膜后极易形成白色浊斑并粉化脱落，极大的影响基材表观。 

因此现有的成熟光触媒产品存在以下缺陷： 

现有的纳米二氧化钛分散液缺点：

1）催化降解目标多数瞄准水体污染物，而非空气中的污染源；

2）采取“被动接触降解”模式，光强依赖性大，“有光工作，无光停工”，弱光条件几乎没有降解效果，整体净化效果低；

3）生产设备及条件要求苛刻，成本高，效率低，产业化困难；

4）多数经过高温烧结工艺，粉末化产品形态极大地限制其应用领域和范围；

5）负载成型工艺复杂，成膜附着力不高，易粉化脱落，无法达到基材表观要求，成分中不免存在有机物质，存在二次污染风险。

发明内容

针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种常温制备、弱光催化净化、稳定性高及施工简单的用于降解甲醛的纳米球状多孔弱光光触媒、制备方法及其应用。 

为实现上述目的，本发明提供一种用于降解甲醛的纳米球状多孔弱光光触媒，按重量百分比计包括以下原料：钛源0.2%-30%、醇类溶剂60%-99%、水解抑制剂0.005%-0.01%、含金属离子的去离子水0.005%-0.01%、含羟基中强酸10%-40%、含无机分散剂的去离子水1%-5%，该含羟基中强酸内含有SiO₂晶种；该光触媒为纳米颗粒透明溶胶液，且其粒径分布在10-30nm之间，表面为球状多孔状分布，比表面积大且平均达300m²/g以上。 

其中，该光触媒按重量百分比计包括以下原料：钛源11%-30%、醇类溶剂60%-70%、水解抑制剂0.008%-0.01%、含金属离子的去离子水0.008%-0.01%、含羟基中强酸15%-40%、含无机分散剂的去离子水2.5%-5%。 

其中，该光触媒按重量百分比计包括以下原料：钛源15%、醇类溶剂60%、水解抑制剂0.01%、含金属离子的去离子水0.01%、含羟基中强酸21%、含无机分散剂的去离子水3.98%。 

为实现上述目的，本发明还提供一种用于降解甲醛的纳米球状多孔弱光光触媒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： 

步骤1，将0.2%-30%的钛源与60%-99%的醇类溶剂混合，形成混合液；

步骤2，将0.005%-0.01%的水解抑制剂加入混合液中，进行剧烈的搅拌并同步缓慢的滴入0.005%-0.01%的含金属离子的去离子水后形成溶胶；