[发明专利]一种光催化降解过滤烟嘴及其制备方法

说明书

本发明涉及光催化材料及其应用领域，更具体地，涉及一种光催化降解过滤烟嘴及其制备方法，所述过滤烟嘴包括烟嘴外壳，所述烟嘴外壳内填充有纤维材料，所述纤维材料上均匀负载光降解催化剂，所述光降解催化剂为CsPbX₃量子点和/或其复合材料，其中，X为卤族元素，所述CsPbX₃表面包覆有机配体。本发明将处理后的CsPbX₃复合材料应用于过滤烟嘴中，利用光催化降解烟焦油，降解效率高，绿色环保，对人体无毒，且更便于使用。

技术领域

本发明涉及光催化材料及其应用领域，更具体地，涉及一种光催化降解过滤烟嘴及其制备方法。

背景技术

过滤烟嘴也称健康烟嘴，其可滤去香烟中大部分的有害物质，降低香烟焦油含量，保护人体的健康的烟嘴。目前，大多利用物理吸附过滤的方式滤除香烟燃烧时的产生的烟焦油，如物理阻隔过滤、空气比流过滤和磁石过滤等。物理阻隔过滤的原理是通过环保棉增加烟气的流通层次，使烟气的焦油和固体状物质附着在过滤棉上，增强过滤效果；空气比流过滤是控制空气流动速度来降低焦油含量，通过在烟嘴中间设置空腔，使在微孔中快速通过的烟气在空腔中停留，烟焦油和烟尘即附着在过滤器上被截留；磁石过滤是在烟嘴内设置磁石，磁石的磁场使通过的烟气沿磁场方向流动，温度较高的烟焦油、烟尘即附着在温度较低的磁石上达到截留的效果。这些过滤烟嘴都存在过滤时烟雾流速慢、流通受阻等缺点，多次使用后烟焦油积聚，过滤效果变差，依然对使用者产生危害，且这样的烟嘴需要频繁清洗或更换过滤层，操作繁琐。

近年来，半导体材料利用光催化反应降解有机污染物被视为是环保有效的，目前已有多种光催化剂被广泛研究用于光催化降解，如TiO₂、ZnO、SnO₂、SrTiO₃等，然而，这些半导体材料具有一些共同的特点，如狭窄的光吸收范围和光生载流子易复合，光催化还原效率不高。

CsPbX₃作为新兴金属卤化物钙钛矿光催化材料具有卓越的光电性能、低廉的价格、简单的合成方法而广受关注，然而CsPbX₃材料中包含有毒的铅元素，容易发生团聚导致化学活性降低，使用过程中容易发生损耗，造成材料使用性能下降且具有不可忽视的安全问题，大大缩小了其应用范围。因此，如何消除CsPbX₃材料毒性、提高其使用性能，以拓展其应用领域的问题仍亟待解决。

发明内容

本发明旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷(不足)，提供一种光催化降解过滤烟嘴及其制备方法，将处理后的CsPbX₃复合材料应用于过滤烟嘴中，利用光催化降解烟焦油，降解效率高，绿色环保，对人体无毒，且更便于使用。

本发明采取的技术方案是，提供一种光催化降解过滤烟嘴，包括烟嘴外壳，所述烟嘴外壳内填充有纤维材料，所述纤维材料上均匀负载光降解催化剂，所述光降解催化剂为CsPbX₃量子点和/或其复合材料，其中，X为卤族元素，所述CsPbX₃表面包覆有机配体。

在本技术方案中，CsPbX₃作为光降解催化剂降解香烟烟雾中的烟焦油，利用纤维材料作为CsPbX₃的负载框架，可有效增大其比表面积，提高催化效率，且纤维材料可延长烟雾流通路程并吸附烟雾中的烟焦油和有害杂质，使烟雾在过滤烟嘴内部的时间更长，与光降解催化剂接触时间更长、接触面积更大，使烟焦油和有害杂质的催化反应进行更充分，从而提高烟焦油和有害杂质的降解程度，减少香烟烟雾对人体的损害；若直接使用CsPbX₃，其稳定性较差，且含有的铅元素将随长时间使用而毒害人体，因此使用高稳定性的有机配体包覆CsPbX₃量子点，避免CsPbX₃中的铅离子泄露，提高其稳定性，使过滤烟嘴可高效催化降解烟焦油的同时，保证了使用的安全性。