[發明專利]一種可加熱光觸媒涂料及其制備方法

有效

• 申請號: 202010794210.8
• 申請日: 2020-08-10
• 公開（公告）號: CN111944337B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 方曉;王良;王紀乾
• 申請（專利權）人: 天津單從新材料科技有限公司
• 主分類號: C09D1/00
• 分類號: C09D1/00;C09D5/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種可加熱光觸媒涂料及其制備方法，該可加熱光觸媒涂料包括石墨烯載體和包覆于所述石墨烯載體表面的二氧化鈦功能層以及碳納米管，所述石墨烯載體和所述二氧化鈦、碳納米管質量比為1∶0.2～2∶0.01?0.05；所述石墨烯載體的I_D/I_G小于0.01；石墨烯為AB堆疊結構，堆疊厚度大于30層；碳管管徑厚度小于10層。本發明中采用碳納米管連接各個石墨烯載體，起到導電網絡的作用，在通電加熱情況下，一方面促進甲醛等有害物質的揮發，另一方面通過加熱的方式催化光觸媒對甲醛等有害物質的分解效率。本發明可加熱光觸媒涂料不僅擴展了光吸收波長，加快了催化效率，使得光觸媒在可見光下廣泛高效應用，同時提升了能源利用率，降低了成本。

技術領域

本發明屬于可加熱光觸媒材料技術領域，具體涉及一種可加熱光觸媒涂料及其制備方法。

背景技術

隨著社會的發展，社會物資得到了極大豐富。但是化工用品的大量使用，所產生的甲醛等有害氣體難免對生活及工作環境帶來影響，乃至誘發肌體病變，嚴重影響人們身體健康。

光觸媒也叫光催化劑，是一種以納米級二氧化鈦為代表的具有光催化功能的半導體材料的總稱。早在20世紀30年代，科學家就已經發現了以氧化鋅為基底的光觸媒材料，將有害物質通過光催化降解為無害物質，為人類生活環境的改善帶來了希望。特別1967年日本東京大學的本多建一教授的發現，打開了二氧化鈦在光催化領域應用的大門，使得光觸媒在生產生活環境中，大量出現，護衛人類健康。

日常生活中，光觸媒能有效地降解空氣中有毒有害氣體如甲醛等，高效凈化空氣；同時，能夠有效殺滅多種細菌，并能將細菌或真菌釋放出的毒素分解及無害化處理。

目前，光觸媒還存在如下問題。

其一，絕大部分只能在紫外光下工作。二氧化鈦光觸媒的能距為3.2Ev，相當于波長387.5nm的光源所帶的能量，該波長落入到紫外光的波長范圍中。因此，二氧化鈦光觸媒的使用需要對人體有害的紫外光源進行激發，使用較為不便，將其應用范圍擴展到可見光區域成為亟待解決的問題。

其二，光吸收效率低，利用率低。現有二氧化鈦光觸媒，在吸收光能的同時也反射了大部分，對于光的吸收有限，進而降低了對光能的利用率，是對電能的一種浪費。

其三，自由基穩定性差，催化效率低。市面上所使用的的光觸媒，在光能轉化成自由基的效率不高，同時自由基缺乏穩定性，進一步降低了催化效率。

因此，需要一種新的復合光觸媒，同時實現可見光催化以及高光量子效率，從而讓光觸媒進一步廣泛應用于多樣的生產生活場景，增加使用安全性，提高能源利用效率，最終實現環境質量的極大改善。

發明內容

本發明為克服現有技術的不足，提供了一種可加熱光觸媒涂料，包括石墨烯載體和包覆于所述石墨烯載體表面的二氧化鈦功能層以及碳納米管，所述石墨烯載體和二氧化鈦功能層、碳納米管質量比為1：0.2～2：0.01-0.05；所述石墨烯載體的I_D/I_G小于0.01；石墨烯為AB堆疊結構，堆疊厚度大于30層；碳管管徑厚度小于10層。通過在光觸媒與碳管均勻混合，使再使用時可以均勻加熱光觸媒涂料，從而有效提高了光觸媒催化活性，同時降低催化反應勢壘，輔助擴展可催化吸收波長。

進一步，納米二氧化鈦的粒徑為3～6nm。

進一步，二氧化鈦功能層為經氯鉑酸、硼氫化鈉改性的二氧化鈦。

進一步，石墨烯載體為褶皺石墨烯球。

進一步，所述褶皺石墨烯球通過噴霧干燥方法得到。

進一步，可加熱光觸媒涂料的加熱溫度范圍為30-70攝氏度。

本發明還提供了一種可加熱光觸媒的制備方法，通過以下步驟制備得到：

包含以下制備步驟：