[发明专利]一种具有可见光响应催化功能的仿真植物及制备方法

说明书

一种具有可见光响应催化功能的仿真植物，先制备能响应可见光的复合纳米TiO₂光催化剂：将正钛酸酯与低级醇和简单有机酸按照一定的质量比配制成A液；将掺杂的非金属元素化合物、过渡金属盐、稀土元素盐以及无水低级醇、去离子等按照一定的质量比配制成B液；再将A液滴加至B液中，同时加热搅拌，得到掺杂TiO₂溶胶。再将掺杂的TiO₂溶胶采用离心或过滤分离沉淀物，以无水低级醇洗涤多次，经烘干、研磨，制成复合纳米TiO₂粉末。制得的复合纳米钛基光催化剂制成水性分散液，喷涂于用绷绢、皱纸、涤纶和塑料等材料制成的花、叶、枝干、野草和树等仿真植物上，干燥后在其表面形成了光催化剂薄膜。该薄膜在400～760nm可见光的照射下产生羟基自由基、过氧化氢等活性氧化物种和杀灭细菌。

技术领域：

本发明涉及可见光催化功能的仿真植物制备，属于无机非金属材料制造技术领域。

背景技术：

现代人们生活中越来越注重室内绿化,以创造宁静舒适的生活环境。采用的绿化品种有千姿百态的盆景花卉、果蔬、攀附性藤木和树木等天然植物。但这些植物的维护很麻烦：一是它们易长虫，需要使用杀虫剂；二是要经常浇水施肥，否则容易枯萎；三是需要一定的植物学专业知识；四是它们的成本也较高，因此很难得到普及。

随着材料科学和植物仿生学的发展，近年来通过高科技制作仿真植物的产品得到了快速发展，它们在造型、色彩等方面毫不亚于天然植物，且没有天然植物的诸多缺陷。作为室内绿化的重要材料，仿真植物已越来越多地走向寻常百姓家。我国也是仿真植物产品的出口大国。

与此同时，采用光催化氧化技术治理室内空气也又很大进展。其依据是以 nTiO₂为代表的半导体光催化剂在紫外光作用下，能产生氧化性很强的羟基自由基(·OH)、H₂O₂等活性氧化物种，它们既能够使有害的挥发性有机气体彻底分解，又能杀灭各种细菌。其中进入市场的产品有“光催化剂分散液”、“光催化空气净化器”等，有关光催化剂分散液的专利也较多。

CN101380568公开了一种复合金属离子掺杂纳米TiO₂光触媒透明乳液及制备方法，该发明的乳液中包括：纳米TiO₂以及含有镧、铈和钒的金属盐共2.1～ 20％，吐温、司班、D-山梨糖醇、或OP类乳化剂1～10％,水余量。含有镧、铈和钒的金属盐与钛的摩尔比为3.0～10％。它的最大优势是直接利用太阳光或日光灯,实现对甲醛、苯类、染料、农药、微生物等有机污染物的完全降解,提高了光催化降解有机物的速度和效率,从而实现对环境的净化。

CN102180515公开了一种具有高可见光催化活性的纳米二氧化钛及其水分散液的制备方法，其目的在于解决现有纳米二氧化钛及其水分散液的制备方法存在的生产成本高、制得的纳米二氧化钛可见光活性不高等技术问题。该发明纳米二氧化钛制备依次包括形成溶胶体系、无水溶剂低温热处理、干燥等步骤。该发明整个制备过程简单，在较低温度下进行，后续处理较简单，放大效应影响很小，可实现规模生产，制成的纳米二氧化钛具有很高的可见光催化活性。纳米二氧化钛在不添加任何有机表明活性剂的情况下，能很容易地分散在水中。而且水分散液的固含量可高达50％以上，稀释性好，储存稳定可达3～6个月。

CN104640630B公开了一种可见光响应型光催化微粒分散液、制造方法和在表面具有光催化剂薄膜的部件，该发明通过将包含铜化合物的过氧化钛酸水溶液在高压下加热而使其结晶化的水热反应，得到包含有铜的氧化钛微粒的可见光响应型光催化剂微粒分散液等，即使将其在室内冷暗处长期放置，氧化钛微粒在水性分散介质中的分散稳定性也优异，而且能简便地制作成光催化剂薄膜，该光催化剂薄膜即使只在可见光(400-800nm)下也显现光催化活性，透明性高并且对于热、紫外线暴露，铜的配位状态稳定而不变性，耐久性高。