[发明专利]一种可见光响应型空气净化器光触媒滤网及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及空气净化技术领域，涉及一种室温条件下对空气进行催化净化携带层牢固的可见光响应型光触媒滤网的制作工艺。

背景技术

进入2l世纪后，人们对于环保的意识越来越强，这种环保意识不仅体现在所处的自然环境方面，对自己生活的环境也是如此；目前，生活环境中例如装修的新房、采购的新车的异味以及越来越突出的环境污染，给人们的身体和生活带来了危害；尽量减少污染，创造一个绿色安全的生活环境成为人们追求的目标。

目前，各种的空气净化器内部主要使用强吸附性多孔材料对有机污染物进行物理吸附和光催化材料对有机污染物分解： 物理吸附材料虽能吸附很多细菌和微尘，但是其使用寿命短， 需要频繁的更换，从而导致更换成本高；纳米光催化材料主要以纳米TiO₂作为光催化剂，降解空气中的VOCs，这个过程不需要其它化学助剂，反应条件温和，而且最终产物只有CO₂和H₂O。但是TiO₂光催化剂吸附性能较差，而且空气中的有机污染物浓度也往往比较低，因此很难有效富集到TiO₂表面，从而降低了室内外低浓度挥发性有机物的光催化效率；CN100551534C发明了一种二氧化钛/活性炭纤维光催化剂，但制作过程繁杂，成本较高，目前现有的空气净化器使用的光触媒滤网采用涂覆方式把光触媒加入到滤网涂层中，但光触媒滤网催化层在使用过程中存在掉粉现象，脱落的催化剂超细粉末吹入环境，容易产生二次污染，净化器的净化效果也会迅速降低。

目前广泛使用的TiO₂ 光催化材料在常温常压下能高效地降解空气中的有机污染物，稳定性好，催化效率高，是一种较为理想的光催化剂；但是目前市场上纳米TiO₂产品主要是纳米TiO₂粉体分散体系，这些体系由于使用了各种高分子的有机分散稳定剂对其进行表面改性，大都稳定性较差且光催化性能大幅度下降。更为重要的是，TiO₂的吸光频带窄，锐钛矿的带隙能Eg≈3.2Ev，只有在波长λ≤387.5nm的光子激发下，才能产生电子-空穴对（e^--h⁺），主要使用的是387.5 nm 以下的紫外光，这部分光辐射到地面仅占光辐射总量的4%左右；因此，目前均采用人工光源，能耗较高，如果能将光催化剂的光谱利用范围扩展到可见光，则可使设备投资和运行成本大大降低。

由此可见，现有的空气净化器在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种可见光响应型空气净化器光触媒滤网及其制备方法，该光触媒滤网催化剂携带层牢固，对滤网基材附着力强，净化有效率高、能耗小、使用寿命大大延长，无二次污染且在可见光下具有良好光催化性能。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种可见光响应型空气净化器光触媒滤网，包括滤网基材，滤网基材表面涂覆催化剂携带层，滤网基材与催化剂携带层之间具有粘合层，催化剂携带层包括具有微孔结构的复合吸附材料及负载在复合吸附材料内的光触媒活性组分；

光触媒活性组分由二氧化钛与钙钛矿型复合光催化剂AB_1-xC_xO₃/TiO₂构成，A、B、C均为金属元素，其中掺杂比x的取值范围为0至1，催化剂携带层以重量百分比计包括：二氧化钛与钙钛矿型复合光催化剂：5-15%，其余为具有微孔结构的复合吸附材料；

复合吸附材料以重量百分比计包括：硅藻土：30-50%，海泡石：25-45%，分子筛：25-35%，膨润土：5-10%，硅胶：0-10%，各组分之和等于100%，复合吸附材料的比表面积为320-360m²/g，平均孔径为80-110nm，孔容为0.85-1.15ml/g；

粘合层由氧化铝构成；

技术效果：

本发明中所述的可见光响应型光触媒滤网，滤网基材表面涂覆催化剂携带层，所述滤网基材与催化剂携带层之间具有粘合层，光触媒滤网携带层牢固，对滤网基材附着力强，不会对环境产生二次污染，可见光净化有效率高，同时，净化有效工作时间区间大大提高；

本发明将钙钛矿型物质引入锐钛矿二氧化钛纳米材料，使得光催化剂的能够用光谱从紫外光区扩展到可见光区，使其在可见光范围内能够产生光激发，产生电子-空穴对，提高了阳光的利用率，能够广泛应用于空气净化器光催化剂的工业生产中；