[發明專利]一種具有光催化活性的聚氨酯泡沫空氣消毒填料

在審

• 申請號: 202110264476.6
• 申請日: 2021-03-11
• 公開（公告）號: CN113019448A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 王燦;孟格;路思藝;劉力銘
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B01J31/06
• 分類號: B01J31/06;B01J35/10
• 代理公司: 天津企興智財知識產權代理有限公司 12226
• 代理人: 趙佳

本發明提供了一種具有光催化活性的聚氨酯泡沫空氣消毒填料，包括聚氨酯泡沫及附著在所述聚氨酯泡沫上的光催化劑。本發明所述的具有光催化活性的聚氨酯泡沫空氣消毒填料保持了傳統載體比表面積大、化學惰性等特點，同時具有價格低廉、輕質等優勢。由于此類材料的多孔性，可以增加光催化反應活性位點數量以及粉體光催化劑的負載面積，使得光催化活性得以提高。在制備過程中采用浸漬法制得，儀器設備要求較低，浸漬液溶劑選擇無水乙醇更容易使粉體光催化劑與PU骨架接觸，經過后期真空干燥陳化后光催化劑附著更加均勻牢固。

技術領域

本發明屬于光催化涂層材料應用技術領域，尤其是涉及一種具有光催化活性的聚氨酯泡沫空氣消毒填料。

背景技術

自1976年Carey等研究了光催化技術在污水處理等方面的應用，就此開辟了光催化在環保領域的應用前景。隨后Frank和Bard首次提出了光照Ti02可以應用在污水處理領域，實現了光催化降解污染物。在后來的一段時間內，科研工作者就圍繞半導體光催化技術在環保領域的應用展開了廣泛的研究，并不斷拓寬應用范圍。光催化技術在環境治理方面變為熱點，尤其是在污水處理領域，但在氣固相光催化處理領域應用較少。一方面是由于粉體光催化劑的固定技術不夠完善，另一方面則是合適載體的選擇，這些問題制約了光催化在有機廢氣凈化、惡臭控制，尤其是空氣消毒等領域的應用前景。

近年來研究人員常用的粉體光催化劑載體主要有：泡沫鎳、不銹鋼絲網、蜂窩狀的陶瓷材料、多孔活性炭、硅膠、沸石分子篩、玻璃纖維等，這些載體已在污水治理與空氣凈化方面有了較多的應用嘗試。對于氣固相光催化降解而言，粉體催化劑負載方法很多，主要以不涉及化學反應的浸漬法和粘結劑法，及前驅體經過一系列物化轉變再沉積的燒結法、溶膠-凝膠法、離子交換法等為主。然而現有技術中，粉體催化劑燒結固定后易脫落、粘結劑部分殘留堵孔、溶膠-凝膠制備固定活性較差等問題使得氣固相光催化應用較為狹窄。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種具有光催化活性的聚氨酯泡沫空氣消毒填料，同時提供其制備方法，以解決粉體光催化劑的固定問題，使光催化涂層有效、穩定的工作。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種具有光催化活性的聚氨酯泡沫空氣消毒填料，包括聚氨酯泡沫及附著在所述聚氨酯泡沫上的光催化劑。

進一步的，所述光催化劑為暴露{001}晶面銳鈦礦型TiO₂納米片摻雜MXene復合光催化劑。

具有光催化活性的聚氨酯泡沫空氣消毒填料的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟一、預處理：

(1)將光催化劑溶于無水乙醇，超聲處理后得到光催化劑分散均勻且無沉淀的光催化劑溶液；

(2)將聚氨酯泡沫先后浸泡于去離子水和無水乙醇中超聲處理，重復多次浸泡和超聲處理后，干燥；

步驟二、載體浸漬與干燥：

(1)將預處理后的聚氨酯泡沫浸漬于光催化劑溶液中，反復多次浸漬、提拉后，干燥；

(2)重復執行步驟二(1)至少1次，得到具有光催化活性的聚氨酯泡沫空氣消毒填料。

進一步的，所述步驟一(1)中，光催化劑溶液中光催化劑的質量分數為0.1％～5％。

進一步的，所述步驟一(1)中，超聲處理的時間為10～30min。

進一步的，所述步驟一(2)中，聚氨酯泡沫在去離子水和無水乙醇中均浸泡超聲處理3次，每次超聲處理的時間為10min；干燥條件為在60℃下真空干燥48h。

進一步的，所述步驟二(1)中，預處理后的聚氨酯泡沫的浸漬時間為10min，浸漬結束后以5cm/min的速度提拉脫離光催化劑溶液后，再重復浸漬、提拉操作15次。