[发明专利]一种新型光触媒空气净化剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及空气净化领域，是一种应用于室内或车内的空气净化类产品。

背景技术

室内和车内是人们驻留时间最多的场所。但室内、车内的装修材料和装饰材料大多含有甲醛、苯系物等对人体有害的成份，严重污染空气，危害人们的身心健康。因此，如何有效消除空气污染物，提高生活环境的空气质量引起广泛关注。

目前，利用纳米二氧化钛光触媒催化降解甲醛和TVOC来净化空气的方法被广泛应用。该方法是在光的照射下，纳米二氧化钛光触媒催化甲醛、苯系物等有毒污染物发生化学反应，最终降解为二氧化碳和水，但二氧化钛本身不发生变化。目前利用纳米二氧化钛光触媒制成的空气净化产品主要有二氧化钛溶胶、光触媒净化器、固体状负载型光触媒净化剂等。

二氧化钛溶胶一般由二氧化钛前体通过化学反应制备，或者以纳米二氧化钛为原料通过分散剂分散而制备。余振军等(中国专利CN152662A)公开了一种二氧化钛杀菌剂及其制备方法，并将制成的二氧化钛溶胶喷涂于室内家具、窗帘等物品表面来净化空气。但溶胶中纳米二氧化钛的含量有限，光催化性能较弱。另外使用时需要在物品表面喷涂成膜，影响物品的感官特性。

光触媒净化器是在净化器内部如在滤网、净化芯体或内壁上使用二氧化钛涂层或负载二氧化钛的新型材料，从而具备光催化降解有毒有害气体的效果。如盖丽、龚启云(中国专利CN102363097A)在过滤网上设有光触媒涂层，制成具有光催化效果的空气净化器。林萍华、郭超等(中国专利CN1803258A)将负载二氧化钛的多孔陶瓷材料用于净化芯体制成了光触媒空气净化器。这类产品净化效果比较好，一般用于较大型空气净化场所，但造价相对较高，并且受取电条件的限制，很难应用于车内空气净化。

固体状负载型光触媒净化剂是将纳米二氧化钛负载在特定的材料上，形成具有光催化性能的固体颗粒，此类净化剂的制备方法主要有粉体烧结法、溶胶-凝胶法、离子交换法等。如李坚、马东祝等(中国专利CN102500322A)将预处理的活性炭加入到TiCl₃的盐酸溶液中，通过水热处理得到负载二氧化钛的活性炭吸附剂。陈杭飞(中国专利CN101670282A)公开了一种负载型二氧化钛的制备方法是将处理后的活性炭用水分散，再加入纳米二氧化钛反复多次浸泡后，将活性炭过滤、烘干、焙烧制得负载二氧化钛的活性碳。但这些方法要么纳米二氧化钛负载率通常较低，光催化性能较弱；要么工艺复杂(如陈杭飞公开的方法需要反复多次浸泡)，难以工业化生产；要么焙烧温度较高，能耗较大，存在一定的局限性。

本发明提供了一种新型光触媒空气净化剂及其制备方法，旨在克服同类产品及制备方法的缺点，其原料易得、生产条件容易达到、生产成本较低，适合规模化生产。并且二氧化钛负载量较高，净化效果显著，适用于室内或车内空气净化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种原料易得、工艺简单、净化效果好的新型光触媒空气净化剂及其制备方法，适用于室内或车内降解甲醛、TVOC等，达到理想的空气净化效果。

一种新型光触媒空气净化剂的制备方法，包括下述步骤：

1、按纳米二氧化钛、分散剂与水的质量比1∶0.05～0.1∶10～15配制纳米二氧化钛在水中的分散溶液，用质量分数10％的氢氧化钠水溶液调节分散溶液的PH值至7～8。

2、将20～30目的颗粒活性炭加入到步骤1所得的分散液中，在80～85℃水浴中浸泡24～30小时，过滤得不溶物。

3、将步骤2所得的不溶物经干燥后在280～310℃下通氮气2～3小时，即得颗粒状的新型光触媒空气净化剂。

具体实施方式：

为了使本发明的目的、技术方案等更加清楚明白，结合以下实例，对本发明进行详细说明。

实施例1：新型光触媒空气净化剂的制备实例

1、配制纳米二氧化钛在水中的分散溶液。称取纳米二氧化钛(5～10纳米)200克、分散剂12克加入到2400克水中，用质量分数10％的氢氧化钠水溶液调节分散溶液的PH值至7。纳米二氧化钛、分散剂、水的质量比为1∶0.06∶12。

2、将20～30目的颗粒活性炭400克加入到步骤1所得的分散液中，在85℃水浴中浸泡30小时，过滤得不溶物。

3、将步骤2所得的不溶物在85℃干燥2小时，然后在300℃下通氮气3小时，即得颗粒状的新型光触媒空气净化剂482克。

实施例2：新型光触媒空气净化剂二氧化钛负载率、光催化活性及稳定性测试