[發(fā)明專利]一種光催化致霾氣體凈化噴劑的制備方法

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• 申請日: 2016-04-11
• 公開（公告）號: CN107042122A
• 公開（公告）日: 2017-08-15
• 發(fā)明（設計）人: 劉文秀;孫芃;曹文斌
• 申請（專利權）人: 北京為康環(huán)保科技有限公司
• 主分類號: B01J35/12
• 分類號: B01J35/12;B01J21/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明屬于無機材料領域，涉及環(huán)保及建材相關領域使用的納米二氧化鈦光催化致霾氣體凈化噴劑的制備方法。

背景技術

工業(yè)生產、各類燃燒過程及汽車尾氣排放都會產生大量氣態(tài)污染物，如硫氧化物(SO_x)、氮氧化物(NO_x)、揮發(fā)性有機物(VOC)等。這些氣態(tài)污染物進入大氣中，在光照條件下經過光化學反應形成PM2.5顆粒物。因此，凈化大氣中致霾氣體，可以從源頭削減PM2.5產生的途徑而有效減少其產生的數(shù)量，從而實現(xiàn)對大氣環(huán)境污染的有效治理。

TiO₂光催化環(huán)境凈化材料由于可將太陽能直接轉化為化學能，將SO_x、NO_x和揮發(fā)性有機物(VOC)降解為硫酸根、硝酸根離子以及二氧化碳和水，使其無法通過光化學反應形成PM2.5顆粒物，從而減少大氣環(huán)境污染，成為凈化致霾氣體、改善大氣環(huán)境的理想途徑之一。

但目前絕大多數(shù)TiO₂光催化材料在大氣環(huán)境治理應用存在兩個問題：

一是：普通二氧化鈦光催化材料只能在紫外光照射下發(fā)揮作用，使其光催化效率較低，凈化效果較差；

二是：光催化材料在戶外使用會緩慢分解其有機助劑和成膜成分，導致其耐候性較差，缺乏長效性。

針對上述問題，本發(fā)明目的是制備出易于負載的、具有良好可見光光響應能力的、不含有機成膜成分的二氧化鈦致霾氣體凈化噴劑，該噴劑可以直接施涂于建材表面形成具備凈化功能的涂層，同時具有自清潔的性能，為解決大氣污染問題貢獻力量。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種適合直接噴涂、附著力優(yōu)異并且在可見光下具有良好光催化性能的光催化噴劑的制備方法。

發(fā)明的光催化噴霧劑的制備通過以下技術方案實現(xiàn)：

1、首先稱取一次粒徑在3～50 nm的可見光響應納米二氧化鈦粉體，按照質量分數(shù)為0.1~10%的比例在高速攪拌下，加入到由無機分散助劑（六偏磷酸鈉、九水硅酸鈉、三聚磷酸鈉中的一種）和無機溶膠（水性二氧化鈦溶膠、水性氧化鋁溶膠、水性二氧化硅溶膠中的一種）成膜劑構成的成膜母液中均勻混合1 h，成膜母液中無機分散助劑與無機水性膠體的質量比為（0.01～0.5）：1，然后加入到納米分散機進行納米分散1.5 h；

2、按照上述分散液體的質量百分數(shù)為0.1～5%的比例，加入懸浮穩(wěn)定劑（硅酸鎂鋁、硅酸鎂鋰、硅酸鈉、碳酸鈣中的一種）后繼續(xù)分散0.5 h，即得到分散均勻的致霾氣體凈化噴劑。

附圖說明

附圖1所示為：實施例3制備樣品所使用的可見光響應納米二氧化鈦粉體的TEM照片，由圖中可以看到，納米粒徑為10~50nm，粉體的分散狀態(tài)較好。

附圖2所示為：實施例1所制備噴劑噴涂制備樣品對苯的光催化降解數(shù)據(jù)，由圖可見噴劑薄膜可以在4h內將濃度為20ppm的苯完全轉化為二氧化碳和水，因此噴劑對VOC等霧霾的致霾氣體有良好的去除效果。

具體實施方式

實施例1：

首先稱取一次粒徑在3 nm可見光響應納米二氧化鈦粉體，按照質量百分數(shù)為10%的比例在高速攪拌的條件下，加入到由無機分散助劑三聚磷酸鈉和水性二氧化硅溶膠按照0.5:1的質量比例混合得到的成膜母液中，均勻混合1 h，后加入到納米分散機進行納米分散1.5 h，然后按照上述分散得到液體的質量百分數(shù)1%的比例，加入懸浮穩(wěn)定劑碳酸鈣，后繼續(xù)分散0.5 h，即得到分散均勻的致霾氣體凈化噴劑。

實施例2：

首先稱取一次粒徑在50 nm可見光響應納米二氧化鈦粉體，按照質量百分數(shù)為0.1%的比例在高速攪拌的條件下，加入到由無機分散助劑九水硅酸鈉和水性二氧化鈦溶膠按照0.01:1的質量比例混合得到的成膜母液中，均勻混合1 h，后加入到納米分散機進行納米分散1.5 h，然后按照上述分散得到液體的質量百分數(shù)5%的比例，加入懸浮穩(wěn)定劑硅酸鈉，后繼續(xù)分散0.5 h，即得到分散均勻的致霾氣體凈化噴劑。

實施例3：

首先稱取一次粒徑在20 nm的可見光響應納米二氧化鈦粉體，按照質量百分數(shù)為1%的比例在高速攪拌的條件下，加入到由無機分散助劑六偏磷酸鈉和水性氧化鋁溶膠按照0.3:1的質量比例混合得到的成膜母液中，均勻混合1 h，后加入到納米分散機進行納米分散1.5 h，然后按照上述分散得到液體的質量百分數(shù)0.1%的比例，加入懸浮穩(wěn)定劑硅酸鎂鋁后繼續(xù)分散0.5 h，即得到分散均勻的致霾氣體凈化噴劑。

實施例4：

首先稱取一次粒徑在30 nm的可見光響應納米二氧化鈦粉體，按照質量百分數(shù)為5%的比例在高速攪拌的條件下，加入到由無機分散助劑六偏磷酸鈉和水性二氧化鈦溶膠按照0.2:1的質量比例混合得到的成膜母液中，均勻混合1 h，后加入到納米分散機進行納米分散1.5 h，然后按照上述分散得到液體的質量百分數(shù)0.3%的比例，加入懸浮穩(wěn)定劑硅酸鎂鋰后繼續(xù)分散0.5 h，即得到分散均勻的致霾氣體凈化噴劑。