[發(fā)明專(zhuān)利]一種以木質(zhì)素為載體的摻雜ZnO的TiO2空氣凈化劑材料、制備方法及其用途

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210595078.3
• 申請(qǐng)日: 2012-12-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102974321A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚素梅;劉永春
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 青島信銳德科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B01J20/24
• 分類(lèi)號(hào): B01J20/24;B01J20/30;B01J31/38;B01D53/86;B01D53/02
• 代理公司: 北京眾合誠(chéng)成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 龔燮英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種空氣凈化劑材料，特別地涉及一種以木質(zhì)素為載體的摻雜ZnO的TiO₂空氣凈化劑材料、制備方法及其用途，屬于空氣凈化領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

木質(zhì)素(lignin)及其衍生物由于具有大量的表面活性基團(tuán)和比表面積，目前已被廣泛地應(yīng)用于重金屬吸附、染料吸附等領(lǐng)域。?

目前，已經(jīng)認(rèn)識(shí)到木質(zhì)素可分為3種類(lèi)型：由對(duì)-羥基苯丙烷結(jié)構(gòu)單體聚合而成的對(duì)-羥基苯基木質(zhì)素(H-木質(zhì)素)、由愈創(chuàng)木基丙烷結(jié)構(gòu)單體聚合而成的愈創(chuàng)木基木質(zhì)素(G-木質(zhì)素)和由紫丁香丙烷結(jié)構(gòu)單體聚合而成的紫丁香基木質(zhì)素(S-木質(zhì)素)，這三種單體通過(guò)連接而形成不同結(jié)構(gòu)的木質(zhì)素，例如下面的木質(zhì)素結(jié)構(gòu)片斷：?

人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)木質(zhì)素具有一定的吸附能力，能夠吸附重金?屬、染料等污染物。?

目前，在我國(guó)，隨著人民水平水平的提高和大量室內(nèi)裝修化工原料的使用，室內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)的含量遠(yuǎn)高于室外，這對(duì)居民的身心健康造成了嚴(yán)重威脅，也是誘發(fā)多種惡性腫瘤疾病的重要因素之一。?

VOCs的去除方法主要有活性炭吸附法、草木植物凈化法、靜電除塵、光催化等方法，其中，人們對(duì)于TiO₂光催化進(jìn)行了大量的研究，成為目前光催化領(lǐng)域的研究重點(diǎn)和熱點(diǎn)。?

迄今為止，已發(fā)現(xiàn)多達(dá)幾百余種以上的有害氣體、農(nóng)藥、染料、表面活性劑、臭味物質(zhì)等均可用光催化技術(shù)有效處理，如消毒、脫色、除臭等。而作為研究最為廣泛和深入的TiO₂光催化劑，其可降解大量的有機(jī)物，如苯、甲苯、二甲苯、萘、鹵代芳烴、甲醛、NO_x、氨、硫化氫、四氯乙烯、一氧化碳等。?

TiO₂的光催化機(jī)理在于當(dāng)光照時(shí)，其價(jià)帶上的一個(gè)電子(e^-)就會(huì)被激發(fā)，當(dāng)越過(guò)禁帶進(jìn)入導(dǎo)帶時(shí)，則在價(jià)帶上產(chǎn)生相應(yīng)的空穴(h⁺)。而該光生空穴有很強(qiáng)的氧化能力(其標(biāo)準(zhǔn)氫電極電位在1.0-3.5V)，從而在TiO₂表面上形成了氧化還原體系，該氧化還原體系幾乎能夠氧化所有的污染有機(jī)物，將它們完全氧化成CO₂和H₂O，而不會(huì)產(chǎn)生二次污染。?

但TiO₂光催化也存在一些缺點(diǎn)，這是因?yàn)樵诠獯呋瘍艋I(lǐng)域，通常污染物濃度較低，而TiO₂本身并無(wú)吸附能力，因此需要額外的載體將污染物吸附到表面上，從而被TiO₂催化分解。此外，由于TiO₂具有高表面能而非常易于發(fā)生表面團(tuán)聚，從而隨著時(shí)間的流逝，極大地降低了其光催化活性。為了克服這些缺陷，人們研發(fā)了多種負(fù)載型TiO₂空氣凈化材料，例如活性炭、硅膠、多孔氧化鋁、活性炭纖維等進(jìn)行負(fù)載。但迄今為止，對(duì)于使用木質(zhì)素負(fù)載TiO₂的空氣凈化材料，仍未見(jiàn)有報(bào)道。同時(shí)，對(duì)于開(kāi)發(fā)新的負(fù)載型TiO₂空氣凈化材料仍存有急切需求和要求，也是空氣凈化領(lǐng)域的研究課題之一。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種提高光催化凈化和去除空氣污染物的新型復(fù)合催化劑，以及其制備方法和用途。?

第一方面，本發(fā)明提供了一種以木質(zhì)素為載體摻雜ZnO的TiO₂空氣凈化劑材料。?

第二方面，本發(fā)明提供了該空氣凈化劑材料的制備方法，該方法包括如下步驟：?

(1).向鈦醇鹽、氧化鋅粉末中加入乙酰丙酮或二乙醇胺，再加入無(wú)水乙醇和蒸餾水配成溶液，向所得溶液中加入致孔劑，超聲分散，得到溶膠；?

(2).將步驟(1)中得到的溶膠中加入木質(zhì)素，然后攪拌均勻，室溫下陳化，然后干燥，得到空氣凈化劑材料。?

其中：所述鈦醇鹽可為縮寫(xiě)為T(mén)i(OEt)₄的鈦酸乙酯Ti(OC₂H₅)₄、縮寫(xiě)為T(mén)i(OPr)₄的鈦酸四異丙酯Ti(OC₃H₇)₄或縮寫(xiě)為T(mén)i(OBu)₄的鈦酸正丁酯Ti(OC₄H₉)₄，或者它們中的任何兩種或兩種以上的混合物，優(yōu)選為鈦酸正丁酯。?

所述氧化鋅粉末的粒度并沒(méi)有特別的限定,例如可為500-800目，如500目、600目、700目和800目。?