[發(fā)明專利]一種用于降解甲醛氣體的TiO2光催化涂料及其制備方法

有效

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• 申請日: 2014-03-19
• 公開（公告）號: CN103834289A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發(fā)明（設計）人: 張浩;吳勝華;朱慶明;劉秀玉
• 申請（專利權）人: 安徽工業(yè)大學
• 主分類號: C09D175/04
• 分類號: C09D175/04;C09D7/12
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 蔣海軍

技術領域

本發(fā)明屬于光催化涂料領域，具體涉及一種用于降解甲醛氣體的TiO₂光催化涂料及其制備方法。

背景技術

我國作為人造板生產(chǎn)第一大國，2011年的人造板產(chǎn)量已經(jīng)超過2億m³。大量人造板以及人造板產(chǎn)品的使用與之對應的是我國不良的室內空氣品質。室內空氣品質對人體的健康至關重要，不良的室內空氣品質會給人們帶來諸如眼睛、鼻子或者咽喉刺激感激頭痛、疲勞、煩躁、惡心等多種不適和病癥。如果人們長期暴露于某些毒性較大的室內污染物中，呼吸及神經(jīng)等器官就會受到損害，嚴重者還會引發(fā)癌癥甚至是死亡威脅。其中人造板所釋放的甲醛對室內空氣品質的影響也受到了人們的特別關注，因此，著力減少或消除人造板中甲醛在室內的釋放成為提高室內空氣品質的一條重要途徑。

TiO₂催化劑被認為是一種極有前途的深度凈化污染物綠色技術。但是TiO₂催化劑存在帶隙較寬，量子效率很低；使用數(shù)次后，光催化活性低；電子與空穴的復合率高，可見光利用率低等局限性。為了提高TiO₂催化劑光吸收可見光能力，可以通過過渡金屬離子摻雜、貴金屬表面沉積、半導體復合和表面光敏化等方法進行修飾。目前采用各種方法對TiO₂進行摻雜改性，降解室內甲醛，取得了一定成果.但仍存在不足：(1)Ag摻雜TiO₂由于AgNO₃屬感光材料，在制備過程中極易受光源干擾，降低光催化能力；(2)S摻雜TiO₂的S以S⁶⁺和S^2-形式出現(xiàn)，降低光催化能力；(3)Cl摻雜TiO₂的Cl主要是以Cl－形式出現(xiàn)，增加了與光生空穴h+vb的復合幾率，降低光催化效果。

因此，提高TiO₂催化劑可見光吸收能力是推進光催化涂料進步的關鍵一步，實現(xiàn)光催化涂料技術革命性發(fā)展。

發(fā)明內容

為了克服TiO₂光催化涂料只能在紫外光源下使用的缺點，本發(fā)明利用金屬離子與稀土離子的特性，共同摻雜改性TiO₂，然后將摻雜改性TiO₂作為填料制備涂料，以期得到在可見光源下光催化降解甲醛氣體的性能優(yōu)越、性價比高的光催化涂料。

為了解決以上技術問題，本發(fā)明是通過以下技術方案予以實現(xiàn)的。

本發(fā)明提供了一種用于降解甲醛氣體的TiO₂光催化涂料，該涂料按重量百分比配方如下：

所述光催化填料為Cu-La/TiO₂，其粒徑為110nm～150nm；所述成膜物質為聚氨酯乳液；所述分散劑為十二烷基苯磺酸鈉；所述穩(wěn)定劑為受阻胺類光穩(wěn)定劑；所述潤濕劑為烷基酚聚氧乙烯醚；所述防霉劑為氯酚鈉涂料專用防腐防霉劑；所述消泡劑為聚硅氧烷類消泡劑；所述流平劑為聚醚改性聚硅氧烷；所述增稠劑為聚氨酯高分子化合物水溶液。

本發(fā)明同時提供了一種上述TiO₂光催化涂料的制備方法，包括如下步驟：

（1）Cu-La/TiO₂光催化填料的制備：按Ti(C₄H₉O)₄與C₂H₅OH體積比1∶4配比原料，將Ti(C₄H₉O)₄劇烈攪拌下滴加到3/4用量的C₂H₅OH中，攪拌后得到均勻透明溶液，再將溶有Cu(NO₃)₂·3H₂O和La(NO₃)₃·6H₂O的稀鹽酸溶液于劇烈攪拌下緩慢加入上述溶液，劇烈攪拌30min，再于劇烈攪拌下將剩余1/4用量的無水乙醇緩慢滴加，劇烈攪拌，所得液體溶膠于室內成化形成干凝膠，抽濾、洗滌后烘干，取出放在室內自然冷卻、研碎，然后將試樣放入中溫實驗爐中以2℃/min升到450～600℃，恒溫1h，自然冷卻至室溫，得到Cu-La/TiO₂光催化填料，所述Cu-La/TiO₂光催化填料中Cu-La總摩爾百分數(shù)為1～4%，Cu與La摩爾比（3～1）:（1～2）；