[發明專利]聚氯乙烯光降解納米催化劑及制備方法和光降解速度可控型聚氯乙烯

無效

• 申請號: 201110045230.6
• 申請日: 2011-02-25
• 公開（公告）號: CN102172535A
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發明（設計）人: 周凱;劉保健;郭凌華
• 申請（專利權）人: 周凱
• 主分類號: B01J27/135
• 分類號: B01J27/135;A62D3/10;C08J11/16;C08L27/06;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 寶雞市新發明專利事務所 61106
• 代理人: 席樹文

技術領域

本發明涉及一種光催化劑制備，特別是一種用來添加在聚氯乙烯(PVC)包裝材料中降解PVC的光降解納米催化劑的配方，以及采用哪此光降解劑制備的光降解速度可控型聚氯乙烯，這種可降解聚氯乙烯在包裝材料中具有很好的前景。

背景技術

聚氯乙烯由于其有優良的性質，得到了廣泛的使用，但是它的穩定性帶來的環境壓力持續增大，聚氯乙烯的后處理帶來的問題尤其棘手。雖然可以采取填埋，燃燒和回收等方法，但是研究結果證明了，這幾種方法均有不同程度的弊端。聚氯乙烯由于其有優良的性質，在藥品包裝領域得到了廣泛的應用，但是聚氯乙烯不可降解性帶來的問題也是顯而易見的。為解決聚氯乙烯不可降解問題，中國專利CN200710173059.0提供了一種改性聚氯乙烯樹脂，其主要由聚氯乙烯和改性納米二氧化鈦組成；所說的改性納米二氧化鈦主要由納米二氧化鈦與硅烷偶聯劑混合而得，其與聚氯乙烯的重量比為1∶(5～500)。該發明所制備的改性聚氯乙烯樹脂既具有良好光(紫外光或日光)降解性、又具有較高透光率，可用于制備環保型塑料制品。盡管也實現了聚氯乙烯的可降解，但是不可以實現降解時間和速度的控制，另外制造成本也相對較高。

發明內容

本發明的目的在于解決上述現有技術的存在的問題，提供了成本低廉制備簡便的一種光降解催化劑，同時提供該催化劑制備方法和光降解速度可控型聚氯乙烯。

具體地說，聚氯乙烯光降解納米催化劑，其組成為三元體系的納米催化劑Ti-F-Co和Ti-N-Co體系，且其中的元素質量比為：Ti-F-Co：100∶50∶0.1--100∶100∶2；Ti-N-Co：100∶50∶0.1--100∶100∶2。

所述的聚氯乙烯光降解納米催化劑的制備方法，其特征是按照如下步驟實施：

將制好的TiCl₄無水乙醇溶液及NH4F溶液同時緩慢滴加到硝酸鈷溶液中，其控制各元素質量比為：Ti-F-Co：100∶50∶0.1--100∶100∶2；Ti-N-Co：100∶50∶0.1--100∶100∶2；加入等量活性炭，制備好后在室溫下放置陳化后于30-60℃干燥箱中烘干，研磨后置于馬弗爐450-550℃燒6-20h。

利用聚氯乙烯光降解納米催化劑制備的光降解速度可控型聚氯乙烯，其特征是在聚氯乙烯中加入占總重量2-3％的光降解納米催化劑制成。

本發明在聚氯乙烯(PVC)中添加了納米Ti-F-Co和Ti-N-Co材料作為光降解劑，光催化劑可以在一定的時間內使得PVC實現可降解，解決了自然條件下聚氯乙烯包裝材料的光降解和光降解速度問題，解決了在自然環境下其不降解帶來的環境負荷問題。

具體實施方式

聚氯乙烯光降解納米催化劑，其組成為三元體系的納米催化劑Ti-F-Co和Ti-N-Co體系，且其中的元素質量比為：Ti-F-Co：100∶100∶2；Ti-N-Co：100∶100∶2。

催化劑中的元素質量比也可以為：Ti-F-Co：100∶50∶0.1；Ti-N-Co：100∶50∶0.1。

催化劑中元素質量比還可以為：Ti-F-Co：100∶70∶1；Ti-N-Co：100∶70∶1。

上述催化劑制備方法作進一步詳細說明：

配置四氯化鈦的乙醇溶液，再配制硝酸鈷的乙醇溶液，然后將兩種溶液和氟化銨的溶液混合，元素間的比例控制在Ti-F-Co：100∶100∶2(100∶50∶0.1---100∶100∶2)，Ti-N-Co：100∶100∶2(100∶50∶0.1---100∶100∶2)范圍內，加入等量的活性炭，制備好后在室溫下放置陳化后于30-60℃干燥箱中烘干，研磨后置于馬弗爐450-550℃燒6-20h。

將PVC和納米光催化劑按97.2∶2.8的質量比混合，在其熔融溫度下，以雙螺桿混煉機為混合手段得到光降解速度可控制型的聚氯乙烯包裝材料。

將添加催化劑的聚氯乙烯樣品放在紫外光源下照射，600瓦的紫外光源下連續照射12個小時，表面出現了大小不一的小孔，作為包裝材料使用，基本失去了使用功能。在陽光下暴曬1個月，降解情況一樣。在陽光下的降解速度為在正常使用狀態下的5％。據估算在正常狀態下可以使用5年左右。

實驗證明本發明制得的催化劑具有良好的光催化效果。