[發明專利]一種空氣凈化納米材料及其制備方法和應用

無效

• 申請號: 200710132058.1
• 申請日: 2007-09-11
• 公開（公告）號: CN101218923A
• 公開（公告）日: 2008-07-16
• 發明（設計）人: 周海燕;姜華;杜彩霞;張玉梅
• 申請（專利權）人: 南京海泰納米材料有限公司
• 主分類號: A01N59/26
• 分類號: A01N59/26;A01N59/16;B01J23/80;B01J32/00;B01J20/02;F24F3/16
• 代理公司: 南京知識律師事務所
• 代理人: 汪旭東

技術領域

本發明涉及一種空氣凈化材料及其制備方法和應用，更具體的說是一種空氣凈化納米材料及其制備方法和應用。

背景技術

環境污染問題是當今世界關注的三大焦點問題之一。它不僅包括室外的大環境，還包括與人們生活息息相關、直接涉及人身健康的室內小環境的污染問題。據美國一項研究表明，室內空氣的污染程度要比室外空氣嚴重三至五倍，在特殊情況下，可達一百倍；室內空氣可檢出上百種揮發性有機物(VOC)，其中幾十種是致癌物。人的一生大部分的時間是在室內度過的，因此，室內環境空氣質量狀況直接關系著人類健康。室內環境污染具有影響范圍廣、接觸時間長、污染物濃度高、污染物釋放周期長等特點，已經成為繼煤煙污染和光化學污染之后全球第三大污染。

現在室內空氣污染比較有效的凈化方法主要有吸附法、臭氧消毒、離子殺毒、紫外燈殺菌和光觸媒消毒方法。從國內外技術市場分析，室內空氣凈化在短短的幾年時間經歷了幾次技術革命。第一代產品具有過濾、吸附處理雜質等功能，可以凈化室內空氣中的懸浮物和少部分有害物質。但是，對空氣中的異臭異味、病原菌、病毒、微生物以及有機污染物污染根本無法消除。第二代產品是在第一代產品的物理性能的基礎上，增加了靜電除塵、負離子發生器、臭氧發生器等功能。這種多功能凈化器不僅可以消煙除塵，而且具有消毒、殺菌、除臭去味以及消除一氧化碳等有害氣體的功能。但是，第二代凈化器仍然存在著不能分解有機污染物的弊病。近年來，空氣污染治理專家在多年科學研究的基礎上，希望采用先進的納米技術、高效率吸附、氧化和光催化結合的凈化技術，可高效分解有機污染物并具有消毒殺菌功能的第三代產品。

應該說利用光催化，采用活性自由基對室內污染物進行氧化分解，是處理室內空氣污染的一種簡易高效的方法，利用光催化材料在紫外和可見光下，在材料表面形成有強烈氧化分解能力的自由氫氧基(·OH)和活性氧(·O)，將附著在表面的有機物質分解。但在室內無光或暗光條件下，光催化對太陽能的利用率不高，光催化量子產率不高，難以取得滿意的效果。針對這一問題，目前研究較多的是采用吸附加光催化技術。

磷酸鋯鈉具有獨特的骨架結構，該結構是由PO₄四面體和ZrO₆八面體共點連結，構成的一個具有空洞、馳豫而穩定的三維網絡，磷酸鋯鈉結構各個位置的陽離子可以被其他粒子取代，美國專利US2911898，US4938958，US5296238等均有利用納米磷酸鋯鈉負載銀離子制成無機抗菌劑進行抗菌殺菌。此外，納米磷酸鋯鈉具有高度發達的微孔結構，吸附容量大，吸附能力強，是一種十分理想的光催化納米顆粒載體。

和納米TiO₂一樣，納米ZnO和納米Fe₂O₃也是很有潛力的空氣凈化光催化劑，ZnO紫外線吸收率比較高，且對芳香族化合物非常敏感，可進行選擇性降解。中國專利200510095087.6、200510095053.7中提到用納米氧化鋅光催化降解室內有機污染物及抗菌。中國專利00129970.0有將納米氧化鐵紅廣泛應用于催化、功能陶瓷等領域的報道。許多研究人員發現一些金屬氧化物在室溫下就能氧化某些VOC。最近有研究表明(Solar?Energy?Materials?&?Solar?Cells，2003，77(1)：65-82.)，ZnO相對TiO₂來說，具有更佳的可見光光催化活性，ZnO比TiO₂對太陽光的吸收光譜范圍要寬，ZnO的可見光光催化性能比TiO₂要強得多。

但由于納米磷酸鋯鈉和納米ZnO、納米Fe₂O₃的技術上應用的領域不同，未見到有將三者共同使用于空氣凈化領域的報道，

發明內容

1.發明要解決的技術問題

針對室內空氣污染的加劇，本發明了提供一種空氣凈化納米材料及其制備方法和應用，通過此種制備方法制得的納米材料可以高效率的吸附、氧化分解有機污染物來凈化空氣，應用在室內空氣凈化領域有良好的凈化效果，時效性長，無二次污染。

2.技術方案

本發明的技術方案如下：

一種空氣凈化納米材料，包括納米氧化鋅和納米氧化鐵顆粒，其特征在于該材料還含有納米磷酸鋯鈉顆粒，該材料組成按重量百分比為：納米磷酸鋯鈉70～85％，納米ZnO5～15％，納米Fe₂O₃?5～15％，材料粒度為0.5～3mm。