[發明專利]一種生物模板制備的室內光催化降解甲醛的二氧化鈦-硅藻泥復合材料方法

有效

• 申請號: 201410839055.1
• 申請日: 2014-12-30
• 公開（公告）號: CN105080526B
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發明（設計）人: 王家強;李懿舟;袁發貴;段德良;王偉;閆智英;陳永娟;和佼;畢銀章
• 申請（專利權）人: 云南大學;昆明市西山區瑞安居建材經營部
• 主分類號: B01J21/16
• 分類號: B01J21/16;B01D53/86;B01D53/72
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本發明涉及一種應用于降解室內甲醛的、由生物模板制備的、負載了光催化劑的二氧化鈦?硅藻泥復合材料的涂料的制備方法，屬于光催化涂料技術領域。首先本實驗以香蒲葉片作為模板劑，以試劑法保持模板劑的形貌，處理后加入鈦的前驅體反應，將所得產物烘干、煅燒，研磨后得香蒲葉?二氧化鈦。同時將硅藻土原礦精細處理后得到硅藻精土；再對硅藻精土和香蒲葉?二氧化鈦進一步精細處理后，即得一種可用于高效吸附室內甲醛的、用生物模板制備的負載納米二氧化鈦的硅藻泥。本發明的優點在于過程簡單，所發明的復合材料對所吸附的甲醛具有高效的光催化降解活性。

技術領域

本發明涉及一種用于降解室內甲醛的、由生物模板制備的、負載了光催化劑的涂料—TiO₂-硅藻泥復合材料的制備方法，屬于光催化涂料技術領域。

背景技術

甲醛濃度過高會引起急性中毒，表現為咽喉燒灼痛、呼吸困難、肺水腫、過敏性紫癜、過敏性皮炎、肝轉氨酶升高、黃疸等。生活中對人體造成傷害的甲醛，可以說無處不在。涉及的物品包括家具、木地板；童裝、免燙襯衫；快餐面、米粉；水泡魷魚、海參、牛百葉、蝦仁；甚至小汽車。不難看出，衣、食、住、行——我們生活最重要的四件事，甲醛竟然全部染指了，無處不在的甲醛讓人憂心忡忡。

硅藻土是硅藻的一種藻類化石。用作載體的硅藻土一般是圓盤狀粒，其表面布滿了無數的微孔，具有1000℃以上的耐熱性，且具有較強的化學穩定性。

由于普通TiO₂對紫外光的吸收非常優秀，而對可見光吸收極少，對光生電子的轉移能力弱，載流子能力低、壽命短等因素的限制，使其在光催化氧化中受到一定的限制。通常對TiO₂的的改性可以從晶體結構、表面結構和電子結構三方面來進行入手，以增加可見光的吸收，增加空穴-電子對的數量，加強光生電子的轉移能力，增高載流子能量和增強其壽命。其方法可分為：1)能帶調控。摻雜是縮小帶隙，增加可見光吸收的基本手段。通過均相摻雜、梯度摻雜等方法，增加了光子吸收數目增加，空穴遷移率增加，實現光催化劑的可見光響應，增加了可見光利用率。2)晶面控制。通過加入一定的化學試劑和形貌控制劑，控制晶面的生長，制備出暴露出高能面、活性面的光催化材料。通過晶面控制，可以提高載流子的轉移能力。3)界面設計。基于直接Z機制(雙光子過程)，制備出高性能復合光催化材料，獲得高能量載流子。

生物模板法能很好地復制模板的特殊形貌和模板特有的功能，通過對模板形貌功能的復制，可以合成多級結構仿生的材料。由于生物模板還有多種功能化基團，故生物模板劑的使用可以對催化劑直接進行能帶調控和進行晶面控制。和化學模板法相比，生物模板法的“自摻雜”省去了進一步的改性的步驟。且生物模板的結構獨特、豐富易得、可再生等特點，使其成為了TiO₂合成領域的熱點。

香蒲屬多年生水生或沼生草本。根狀莖乳白色。地上莖粗壯，上部扁平，下部腹面微凹，背面逐漸隆起呈凸形，橫切面呈半圓形，細胞間隙大。其獨特的結構和龐大的根系以及綠色植物的獨特性能使其成了優良的生物模板劑。