[發明專利]一種光催化濾網、空氣凈化器及其制備方法

在審

• 申請號: 202110953408.0
• 申請日: 2021-08-19
• 公開（公告）號: CN113617347A
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 梁輝;徐銀紅;尹燕莉;姚瑤;王娟
• 申請（專利權）人: 生工生物工程（上海）股份有限公司
• 主分類號: B01J21/06
• 分類號: B01J21/06;B01J35/04;B01D53/86;B01D53/72
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 覃蛟

本發明公開了一種光催化濾網、空氣凈化器及其制備方法，涉及光催化材料技術領域。其包括：將濾網主體在強堿溶液中進行水熱處理，以使得濾網主體表面生長有二氧化鈦納米線，然后煅燒；濾網主體為鈦網或鈦合金網。通過在強堿溶液中水熱處理，可以使得鈦網或鈦合金網表面形成二氧化鈦納米線，經過煅燒可以制備得到銳鈦礦型光催化濾網。經測試，該光催化濾網具有對甲醛、苯、甲苯等多種有害氣體優良的光催化分解性能。此外，本發明提供的制備方法對設備要求低、過程操作十分簡單、在空氣凈化材料行業前景廣闊。

技術領域

本發明涉及光催化材料技術領域，具體而言，涉及一種光催化濾網、空氣凈化器及其制備方法。

背景技術

目前，工業廢氣和汽車尾氣的排放造成居民生活環境的極大破壞，同時室內裝修建筑材料排放的苯、甲醛等揮發性有機化合物(VOC)更是加劇了室內空氣污染狀況，對人們的生活環境和身體健康造成巨大威脅。通常人們主要采用開窗通氣、綠植吸收以及活性炭吸附等方法來降低室內空氣污染物濃度，然而這些被動的處理手段對室內的空氣質量提升有限，難以從根本上解決VOC的危害。因此，設計一種能從本質上將VOC分解去除的材料具有十分重要的意義。

光催化技術是近年來受到人們廣泛關注的綠色環保大氣處理手段，它通過光觸媒吸收太陽光，產生的超氧自由基、羥基自由基等可以將VOC分解成為二氧化碳和水分子(無害物質)，具有操作簡單無污染的明顯優勢，因此，在室內空氣凈化領域具有較好的應用前景。

目前市場上多采用TiO₂粉末分散在溶劑中作為光觸媒來使用，VOC分解效果不明顯，同時懸浮在空氣中的TiO₂納米微粒容易對人體的上呼吸道造成危害。另外一種常見的方式是將TiO₂粉末通過旋涂方式制成薄膜作為空氣凈化器濾芯使用，但是其比表面積小，電子空穴復合率高，VOC光催化分解效率有限。

鑒于此，特提出本發明。

發明內容

本發明的目的在于提供一種光催化濾網、空氣凈化器及其制備方法以解決上述技術問題。

發明人發現，一維納米線具有更大的比表面，有利于實現VOC分子在其表面的吸附，同時存在的一維結構能夠為電子傳輸提供快速分離通道，光催化效率相對于傳統的粉末和膜結構具有明顯提升，應用在空氣凈化領域具有廣闊潛力。發明人選用鈦網/鈦合金代替傳統的鋁合金、纖維等作為紗窗材料，并通過水熱法在其表面原位生長TiO₂納米線陣列，并通過煅燒制備具有高效光催化性能的銳鈦礦濾網。

本發明是這樣實現的：

本發明提供了一種光催化濾網的制備方法，其包括：將濾網主體在強堿溶液中進行水熱處理，以在濾網主體表面原位生長形成二氧化鈦納米線，然后熱處理以形成銳鈦礦相二氧化鈦納米線；濾網主體為鈦網或鈦合金網。

通過在強堿溶液中水熱處理，可以使得鈦網或鈦合金網表面形成二氧化鈦納米線陣列，經過煅燒可以制備得到銳鈦相光催化濾網。該光催化濾網具有對有害氣體優良的光催化分解性能。有害氣體為甲醛、苯、甲苯等。

本發明提供的制備方法對實驗設備要求低、且操作簡單、生產成本低廉，重現性好，在空氣凈化材料行業前景廣闊。

在本發明應用較佳的實施方式中，上述水熱處理的溫度為140～200℃，優選地，水熱處理的時間為6～24小時。

在上述水熱處理條件下可以原位生成分布均勻的二氧化鈦納米線。若水熱處理溫度低于140℃或高于200℃，則會導致二氧化鈦納米線無法生成，進而導致光催化濾網無法生成。

在一種可選的實施方式中，上述水熱處理的溫度包括不限于140℃，150℃，160℃，170℃，180℃，190℃或200℃。

在一種實施方式中，上述水熱處理是在水熱反應釜中進行，即將濾網主體置于強堿溶液中，轉移至反應釜中。