[發明專利]一種用于殺菌消毒的玻璃窗光熱催化涂膜及其制備和應用

在審

• 申請號: 201711338740.6
• 申請日: 2017-12-14
• 公開（公告）號: CN108126746A
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發明（設計）人: 徐峰;夏靖燕
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B01J31/04
• 分類號: B01J31/04;B01J35/12;B01D49/00;B01D53/00;C09D133/14;C09D5/14;A61L9/18;A61L9/20
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 黃平英

本發明公開了一種用于殺菌消毒的玻璃窗光熱催化涂膜及其制備和應用，(1)將鎢原與有機溶劑按質量比1：300～1000混勻并攪拌反應至溶液澄清，而后通過蒸發得固體物質A；將丙烯酸羥丙酯按按體積比1:6～15滴加至硅溶膠溶液中混勻并攪拌反應，獲得雜化溶液B；(2)A和B按質量比1：5000～50000混合均勻即得光熱催化鑄膜液；(3)光熱催化鑄膜液噴至玻璃表面，遮光環境下待鑄膜液自然流平后，用紫外光照射；(4)固化后的玻璃窗光熱催化涂膜在自然光照射下進行殺菌消毒。本發明提高光催化消毒在太陽光作用下的激發效率，可以通過噴霧器噴涂及紫外光固化，在醫院現有已安裝的玻璃上新構建一層光催化玻璃膜，通過催化材料光熱反應，實現對空氣殺菌消毒作用。

技術領域

本發明屬于光熱催化領域，具體涉及一種用于殺菌消毒的玻璃窗光熱催化涂膜及其制備方法。

背景技術

空氣微生物包括空氣中的細菌、真菌和放線菌等生命活體，在空氣中以氣溶膠的形式存在。其可借助空氣流動傳播擴散，當其濃度超過一定限制時，會引起各種呼吸道疾病及過敏反應的發生，對人體健康有重大影響。近年來，人們已逐漸認識到醫院環境是某些病原菌的儲存庫，醫院環境微生物污染將促進醫院感染的發生和傳播。醫院環境的耐藥基因將對醫院感染造成另一種威脅，特別是某些耐藥致病菌的出現，而醫院環境空氣介質傳播疾病途徑占各傳染途徑首位，因此對醫院環境空氣進行有效及長期滅菌不應忽視。

光催化氧化技術具有反應條件溫和、能耗低、操作簡便、可減少二次污染及可望用太陽光為反應光源等突出特點。該材料在光(特別是紫外光)照射下，具有殺滅細菌的作用，其稱為光催化殺菌。1998年Kayano等人發表了TiO₂薄膜光催化劑抗菌和解毒作用的研究論文，證實了光催化材料不僅可以殺死細菌，而且可以徹底將細菌的殘骸分解，避免了細菌殘骸分解出的內毒素對人類的二次毒害。光催化殺菌有直接和間接反應兩種不同的機理，直接反應機理為光生電子和光生空穴直接和細胞壁、細胞膜或細胞的組成成分反應，導致功能單元失活而致細胞死亡。間接反應機理為光生電子或光生空穴與水分子或氧反應，形成氫氧自由基·OH、超氧離子(·O₂^-)和H₂O₂等強氧化類物質，它們與細胞壁、細胞膜和細胞內組成成分發生鏈式反應，導致細胞死亡。

基于該機理，大量研究者設計開發了多種光催化殺菌設備及方法。例如專利201010624646.9設計了一種制備納米二氧化鈦光催化殺菌涂料的方法，該發明明具有廣譜殺菌功效；專利201710357419.6公開了一種凈化空氣的光催化涂料，其在納米二氧化鈦表面包覆一層聚吡咯，可以顯著提高納米二氧化鈦的光催化效率，并且實現二氧化鈦填料的有機無機復合，獲得一種光催化效率高、成本低、綜合性能好的新型光催化劑。

然而目前這些專利所采用的光催化材料帶隙寬度極大，導致這些材料僅對太陽光中的紫外光具有顯著的吸收利用作用，導致光催化材料能源利用率低，效果不佳。此外大量設備亦采用人工紫外光對催化材料進行激發，造成了大量的能源消耗。

發明內容

本發明提供了一種適用于醫院殺菌消毒的玻璃窗光熱催化涂膜，提高光催化消毒在太陽光作用下的激發效率，可以通過噴霧器噴涂及紫外光固化，在醫院現有已安裝的玻璃上新構建一層光催化玻璃膜，通過催化材料光熱反應，實現對空氣殺菌消毒作用。

為提高光催化消毒在太陽光作用下的激發效率，本發明開發一種光熱催化材料。在紫外光作用下或部分低波長可見光作用下，光催化材料催化產生空穴與電子，用于殺滅空氣中的細菌微生物；而在長波長可見光以及紅外光的作用下，該材料可以近紅外區能產生等離子共振吸收，具有顯著的近紅外光熱轉化性質，可以顯著提升光催化性能。

一種用于殺菌消毒的玻璃窗光熱催化鑄膜液的制備方法，包括如下步驟：