一种吸附-光催化复合式除甲醛的涂料的制备方法，本发明专利技术涉及涂料的制备方法。本发明专利技术要解决现有光催化涂料存在降解甲醛效率低，无法对甲醛进行富集作用的问题。方法：一、制备浓硝酸改性的ACF；二、将钛酸丁酯、乙醇和乙酸混合；三、将乙醇、乙酸和水混合，再加入尿素和九水合硝酸铁晶体，调节pH；四、制备含铁、氮的TiO2溶胶；五、制备负载TiO2的ACF；六、制备TiO2/ACF复合粉体；七、与涂料混合。ACF的富集作用很大程度上解决了TiO2效率低的问题，而TiO2的催化作用又有效解决了吸附剂的饱和需再生问题，两者的特点进行互补，大幅度提高了降解甲醛的效率。本发明专利技术用于制备吸附-光催化复合式除甲醛的涂料。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及涂料的制备方法。
技术介绍
甲醛作为一种重要的有机原料，广泛用于制造树脂、橡胶、塑料等工业产品，大量存在于建筑材料中。还存在于各类装饰材料如贴壁布、壁纸、化纤地毯、泡沫塑料、油漆、涂料和一些纺织品内。但同时，甲醛是一种对人体具有急性毒作用的气体，其对人体的危害具有长期性、潜伏性和隐蔽性的特点。而城市由于热岛效应、逆温天气等原因，更是成为了甲醛气体的集聚地。空气中甲醛污染的净化技术归纳起来主要有:吸附法和氧化法等。吸附法主要是利用多孔固体材料将空气中的甲醛吸附在其表面，以达到去除的目的，但一旦吸附饱和，则需要再生处理，技术复杂且成本高。催化法主要有等离子体-催化氧化技术、光催化氧化技术、多相催化氧化 技术等。催化法具有无二次污染的优点，但是效率仍受催化剂活性、寿命、环境等条件制约。如何开发出一种高效、节能、无污染、成本低的甲醛降解技术，已经成为众多学者正在探索的方向。
技术实现思路
本专利技术要解决现有光催化涂料存在降解甲醛效率低，无法对甲醛进行富集作用的问题，而提供。，具体是按照以下步骤进行的:一、将活性碳纤维用去离子水洗涤，再控制温度为80°C~120°C，烘干2h，然后常温干燥24h，再放入浓硝酸中，在室温条件下，保持2h，再用去离子水淋洗至洗液pH = 7，然后在室温下空气中保持24h，烘干，制得浓硝酸改性的ACF ；二、在搅拌条件下，将钛酸丁酯加入到无水乙醇和冰醋酸混合溶液中，得到A液，钛酸丁酯与无水乙醇和冰醋酸混合溶液的体积比为1: 4.5~5.5，无水乙醇和冰醋酸混合溶液中无水乙醇与冰醋酸的体积比为5~8: I ；三、将无水乙醇、冰醋酸和水按照体积比为6: 10: I混合均匀得到无水乙醇-冰醋酸溶液，再加入尿素和九水合硝酸铁晶体，混合均匀，然后用硝酸调节pH为2~3，得到B液，其中尿素与无水乙醇-冰醋酸溶液的质量体积比为0.Sg~1.2g: 25.5mL，九水合硝酸铁晶体与无水乙醇-冰醋酸溶液的质量体积比为0.3g~0.6g: 25.5mL ；四、在搅拌条件下，将步骤三得到的B液加入步骤二得到的A液中，持续搅拌Ih~2h，再静置I天以上，得到含铁、氮的TiO2溶胶，其中，A液与B液体积比为4.5~5.5: I ；五、将步骤一制得的浓硝酸改性的ACF加入到步骤四得到的TiO2溶胶中，混合搅拌lh，采用抽滤法分离过量的TiO2溶胶，得到负载TiO2的ACF，其中，浓硝酸改性的ACF与TiO2溶胶的质量体积比为5g~IOg: 40mL ；六、将步骤五制得的负载TiO2的ACF在温度为80°C~120°C条件下，干燥6h~10h，再进行研磨，然后控制温度为400°C~550°C焙烧3h，得到Ti02/ACF复合粉体；七、将步骤六制备的Ti02/ACF复合粉体与粉末涂料混合均匀，得到一种吸附-光催化复合式除甲醛的涂料，其中，TiO2ACF复合粉体与粉末涂料的质量比为4%~20%。本专利技术的有益效果是:本专利技术对传统的吸附降解法和光催化降解法进行了合理的结合，使材料具有吸附-光催化复合能力。夜晚温度较低时，吸附剂将空气中微量的甲醛吸附至孔隙，具有富集作用，而改性后的光催化剂纳米TiO2则负载于吸附剂表面，白天，在光的作用下将富集的甲醛降解为CO2和!120。吸附剂(ACF)的富集作用很大程度上解决了 TiO2效率低的问题，而TiO2的催化作用又有效解决了吸附剂的饱和需再生问题，两者的特点进行互补，大幅度提高了降解甲醛的效率。用溶胶凝胶法制出Ti02/ACF复合粉体，实现光催化功能与吸附功能的复合，既保留了吸附剂与光催化剂的反应简单、见效快、无二次污染等特点，又解决了吸附剂容量有限、寿命短、需再生和光催化剂物理结构性能差、无法富集污染物等缺点。将可高效降解甲醛的Ti02/ACF复合粉体与涂料相结合，喷涂于建筑外墙，充分利用城市丰富的外墙表面积作为反应基，解决了甲醛气体污染源广，扩散复杂等问题。利用夜晚实现对甲醛低温吸附，白天将污染物催化并进行脱附，有效利用了自然温差。又是由太阳能驱动反应，清洁环保，能量来源广泛持久。本专利技术就TiO2对 太阳光的利用程度低的缺点提出了利用铁氮共掺杂手段对TiO2进行改性，并将掺杂过程与溶胶凝胶负载法相结合，在大幅度提高TiO2的光响应范围的同时制备过程更加简单。本专利技术充分利用了自然温差，使涂料在夜晚吸附，白天脱附并进行光催化降解，模拟光合作用，专利技术了一种“会呼吸的涂料”。本专利技术用于制备吸附-光催化复合式除甲醛的涂料。【附图说明】图1为甲醛浓度的时间变化曲线图，其中曲线I为对比实验三，曲线2为对比实验二，曲线3为对比实验一，曲线4为实施例一。【具体实施方式】本专利技术技术方案不局限于以下所列举的【具体实施方式】，还包括各【具体实施方式】之间的任意组合。【具体实施方式】一:本实施方式，具体是按照以下步骤进行的:一、将活性碳纤维用去离子水洗涤，再控制温度为80°C~120°C，烘干2h，然后常温干燥24h，再放入浓硝酸中，在室温条件下，保持2h，再用去离子水淋洗至洗液pH = 7，然后在室温下空气中保持24h，烘干，制得浓硝酸改性的ACF ；二、在搅拌条件下，将钛酸丁酯加入到无水乙醇和冰醋酸混合溶液中，得到A液，钛酸丁酯与无水乙醇和冰醋酸混合溶液的体积比为1: 4.5~5.5，无水乙醇和冰醋酸混合溶液中无水乙醇与冰醋酸的体积比为5~8: I ；三、将无水乙醇、冰醋酸和水按照体积比为6: 10: I混合均匀得到无水乙醇-冰醋酸溶液，再加入尿素和九水合硝酸铁晶体，混合均匀，然后用硝酸调节pH为2~3，得到B液，其中尿素与无水乙醇-冰醋酸溶液的质量体积比为0.Sg~1.2g: 25.5mL，九水合硝酸铁晶体与无水乙醇-冰醋酸溶液的质量体积比为0.3g~0.6g: 25.5mL ；四、在搅拌条件下，将步骤三得到的B液加入步骤二得到的A液中，持续搅拌Ih~2h，再静置I天以上，得到含铁、氮的TiO2溶胶，其中，A液与B液体积比为4.5~5.5: I ；五、将步骤一制得的浓硝酸改性的ACF加入到步骤四得到的TiO2溶胶中，混合搅拌lh，采用抽滤法分离过量的TiO2溶胶，得到负载TiO2的ACF，其中，浓硝酸改性的ACF与TiO2溶胶的质量体积比为5g~IOg: 40mL ；六、将步骤五制得的负载TiO2的ACF在温度为80°C~120°C条件下，干燥6h~10h，再进行研磨，然后控制温度为400°C~550°C焙烧3h，得到Ti02/ACF复合粉体；七、将步骤六制备的Ti02/ACF复合粉体与粉末涂料混合均匀，得到一种吸附-光催化复合式除甲醛的涂料，其中，TiO2ACF复合粉体与粉末涂料的质量比为4%~20%。【具体实施方式】二:本实施方式与【具体实施方式】一不同的是:步骤一中浓硝酸的质量浓度为65%。其它与【具体实施方式】一相同。【具体实施方式】三:本实施方式与【具体实施方式】一不同的是:步骤二中钛酸丁酯与无水乙醇和冰醋酸混合溶液的体积比为1: 5。其它与【具体实施方式】一相同。【具体实施方式】四:本实施方式与【具体实施方式】一不同的是:步骤二中无水乙醇和冰醋酸混合溶液中无水乙醇与冰醋酸的体积比为6: I。其它与【具体实施方式】一相同。【具体实施方式】五:本实施方式本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种吸附‑光催化复合式除甲醛的涂料的制备方法，其特征在于具体是按照以下步骤进行的：一、将活性碳纤维用去离子水洗涤，再控制温度为80℃～120℃，烘干2h，然后常温干燥24h，再放入浓硝酸中，在室温条件下，保持2h，再用去离子水淋洗至洗液pH＝7，然后在室温下空气中保持24h，烘干，制得浓硝酸改性的ACF；二、在搅拌条件下，将钛酸丁酯加入到无水乙醇和冰醋酸混合溶液中，得到A液，钛酸丁酯与无水乙醇和冰醋酸混合溶液的体积比为1∶4.5～5.5，无水乙醇和冰醋酸混合溶液中无水乙醇与冰醋酸的体积比为5～8∶1；三、将无水乙醇、冰醋酸和水按照体积比为6∶10∶1混合均匀得到无水乙醇‑冰醋酸溶液，再加入尿素和九水合硝酸铁晶体，混合均匀，然后用硝酸调节pH为2～3，得到B液，其中尿素与无水乙醇‑冰醋酸溶液的质量体积比为0.8g～1.2g∶25.5mL，九水合硝酸铁晶体与无水乙醇‑冰醋酸溶液的质量体积比为0.3g～0.6g∶25.5mL；四、在搅拌条件下，将步骤三得到的B液加入步骤二得到的A液中，持续搅拌1h～2h，再静置1天以上，得到含铁、氮的TiO2溶胶，其中，A液与B液体积比为4.5～5.5∶1；五、将步骤一制得的浓硝酸改性的ACF加入到步骤四得到的TiO2溶胶中，混合搅拌1h，采用抽滤法分离过量的TiO2溶胶，得到负载TiO2的ACF，其中，浓硝酸改性的ACF与TiO2溶胶的质量体积比为5g～10g∶40mL；六、将步骤五制得的负载TiO2的ACF在温度为80℃～120℃条件下，干燥6h～10h，再进行研磨，然后控制温度为400℃～550℃焙烧3h，得到TiO2/ACF复合粉体；七、将步骤六制备的TiO2/ACF复合粉体与粉末涂料混合均匀，得到一种吸附‑光催化复合式除甲醛的涂料，其中，TiO2/ACF复合粉体与粉末涂料的质量比为4％～20％。...
【技术特征摘要】
1.一种吸附-光催化复合式除甲醛的涂料的制备方法，其特征在于具体是按照以下步骤进行的: 一、将活性碳纤维用去离子水洗涤，再控制温度为80°c~120°C，烘干2h，然后常温干燥24h，再放入浓硝酸中，在室温条件下，保持2h，再用去离子水淋洗至洗液pH = 7，然后在室温下空气中保持24h，烘干，制得浓硝酸改性的ACF ； 二、在搅拌条件下，将钛酸丁酯加入到无水乙醇和冰醋酸混合溶液中，得到A液，钛酸丁酯与无水乙醇和冰醋酸混合溶液的体积比为1: 4.5~5.5，无水乙醇和冰醋酸混合溶液中无水乙醇与冰醋酸的体积比为5~8: I ； 三、将无水乙醇、冰醋酸和水按照体积比为6: 10: I混合均匀得到无水乙醇-冰醋酸溶液，再加入尿素和九水合硝酸铁晶体，混合均匀，然后用硝酸调节pH为2~3，得到B液，其中尿素与无水乙醇-冰醋酸溶液的质量体积比为0.Sg~1.2g: 25.5mL，九水合硝酸铁晶体与无水乙醇-冰醋酸溶液的质量体积比为0.3g~0.6g: 25.5mL ； 四、在搅拌条件下，将步骤三得到的B液加入步骤二得到的A液中，持续搅拌Ih~2h，再静置I天以上，得到含铁、氮的TiO2溶胶，其中，A液与B液体积比为4.5~5.5: I ； 五、将步骤一制得的浓硝酸改性的ACF加入到步骤四得到的TiO2溶胶中，混合搅拌lh，采用抽滤法分离过量的TiO2溶胶，得到负载TiO2的ACF，其中，浓硝酸改性的ACF与...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘禹萱，杨思雨，陈冠江，黄松，高继慧，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23
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