[發明專利]一種光動力催化分解甲醛及有機氣體的材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201710488122.3
• 申請日: 2017-06-23
• 公開（公告）號: CN107233923B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 林帆;黃明東;王偉杰;陳奕健;陳錦燦;劉觀峰
• 申請（專利權）人: 青島陽光動力生物醫藥技術有限公司
• 主分類號: B01J31/22
• 分類號: B01J31/22;B01J35/02;B01D53/86;B01D53/72;B01D53/44;C09D5/14;C09D7/61;C09D7/65
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 崔自京

本發明涉及一種光動力(簡稱PDT)催化分解甲醛及有機氣體材料，是通過抗菌肽光敏分子與表面具有羥基材料通過化學成鍵或者物理固化中的一種或兩種方式形成的。該材料的制備方法工藝簡單、反應條件溫和、適合工業化生產，且具有光催化分解甲醛及有機氣體的PDT材料終產物可用來制備凈化有機氣體涂料、家庭空氣潔凈以及工業空氣凈化應用。

技術領域

本發明涉及一種光動力(簡稱PDT)催化分解甲醛及有機氣體材料及其制備方法，具體涉及通過化學成鍵或物理固化，負載抗菌肽光敏劑到表面具有羥基結構的材料表面，以及由此形成的具有高效能PDT催化分解甲醛及有機氣體性能的材料，屬于功能材料技術與環境治理領域。

背景技術

隨著人們生活水平與審美情趣的提高，家庭高檔裝修已經越來越普及，各種裝飾物、家具、地面板材、墻壁裝飾材料等在家庭裝修中已變得不可缺少。同時相伴而來的一些不易覺察的氣體污染物也給人們帶來了許多不適和煩惱，如氨氣、硫化氫、苯、有機氣體等有害氣體，其中比較常見的是甲醛。世界衛生組織已經把甲醛定義為一類致癌物質。據統計，裝修后1-6個月內，甲醛超標率居室內達到80%，會議室和辦公室內接近100%；裝修三年后，超標率都仍達到50%以上，這就嚴重危害到人們的身體健康。世界各國對有效祛除室內甲醛等有害有機氣體的環保技術和產品具有極大的市場需求。

甲醛是一種無色、具有強烈刺激性氣味的氣體，略重于空氣，易溶于水、醇和醚中；在室溫下極易揮發，溫度升高，揮發量增大。目前，處理有機氣體有害氣體的方法有：物理吸附法、化學中和法、光催化、空氣負離子及材料封閉法等。但以上方法存在吸附飽和、制造復雜、成本高且不可再生使用等缺陷。

室內裝修污染是室內三大污染物來源之一。為了室內呼吸健康，迫切需要一種高效，安全，使用方便，能多次使用或長期使用的光催化分解甲醛及有機氣體材料。

目前用來催化分解甲醛及有機氣體改性的材料大致可分為兩類：無機金屬光催化劑和無機金屬氧化物光催化劑。無機金屬光催化劑，例如：以銅、錳、鉑為代表的金屬光催化劑；無機金屬氧化物光催化劑，具有光催化作用的鈦系光催化劑、具有光催化作用的氧化鋅、二氧化硒等光催化劑，其中光觸媒（二氧化鈦）是應用比較廣泛的光催化分解甲醛及有機氣體材料。

光觸媒用光照射時產生比臭氧還強的光催化分解能力，幾乎能使所有的有害有機物分解成水和二氧化碳等無毒無臭的物質。只要在光照射下，光觸媒就能引起有害物質分解等化學反應的發生，其作為一種對環境友好的節能環保材料已經成為數百億美元的行業。近年來，利用這類光觸媒原理的相關商品市場正在急速成長。但是光觸媒應用仍然存在諸多問題，比如采用紫外光激發，存在安全風險,適用范圍小；光觸媒的光轉化效率低，使得抗菌和分解有機氣體的時間長；固體粉末材料/尤其是納米粉末材料，表面負載難度大，難以與多孔材料結合，制作工藝復雜等。

另一方面，隨著多重耐藥菌的出現，光動力抗菌化學療法（photodynamicantimicrobial?chemotherapy,?PACT）受到越來越多的關注。該方法利用光敏劑與特定波長的光相互作用，產生細胞活性物質（自由基或單線態氧）殺滅致病菌。光敏劑作為一種抗菌物質也隨之走進人們的視線。光動力抗菌由于產生的高能態氧具有強光催化分解性，快速滅菌，比光觸媒（TiO₂）抗菌效率高，該光催化分解能力具有應用到甲醛及有機氣體催化分解的可能。

光敏分子由于具有較高的安全性能以及強的催化分解能力，但目前光動力抗菌化學療法只是用在抑制微生物領域，如何將有機的光敏劑有效連接到材料的表面，形成安全可靠、制備簡便的PDT催化分解甲醛及有機氣體材料，是擴展新型光敏分子功能材料時需要解決的問題。

發明內容

本發明針對目前室內家裝存在的甲醛等有機氣體超標等問題，研究發明了一種PDT催化分解有機氣體材料及其制備方法。該材料的特點是在通過抗菌肽光敏分子與表面帶羥基結構的材料通過化學成鍵或物理固化，形成表面吸附了抗菌肽光敏分子的PDT催化分解甲醛及有機氣體材料。