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一种新型的宽波段响应型光触媒配方与生产工艺组成比例

技术编号:14177459 阅读:103 留言:0更新日期:2016-12-13 11:00
本发明专利技术公开了一种新型的宽波段响应型光触媒配方与生产工艺,以氧化亚铜、氧化铈参杂的纳米二氧化钛为光响应基材。其特点是光激发波段包涵了紫外光区域和可见光区域,光触媒利用率、持久性高。在空气净化和杀菌领域,可以达到除甲醛99%和除菌99%的高效净化效率。

A new type of wide band response photocatalyst formula and its production process

The invention discloses a photocatalyst response formula and production technology of wide band model, with cuprous oxide, cerium oxide doped nano titania as light response substrate. It is characterized by the optical excitation band containing ultraviolet light and visible light. In the field of air purification and sterilization, it can achieve a high efficiency of purification in addition to formaldehyde 99% and sterilization of 99%.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于涂料和塑料化工领域和空气净化、杀菌
,更具体地,本专利技术涉及一种新型的宽波段响应型光触媒配方与生产工艺
技术介绍
技术需求当前,环境污染问题特别是室内环境污染以及水污染正在以极快的速度不断恶化,人们对于迫在眉睫的环境问题及其衍生问题越来越重视。特别是,如今更多的案例显示,室内装饰装修材料的挥发性有机污染包括甲醛、苯系(VOC)、氨、氡和由于较封闭环境衍生而出的高细菌染污问题,正极大的威胁人类的生活质量和身体健康。如何能够有效地控制与治理日益严重的环境污染已经成为了一个世界级的重要难题与挑战。在污染物的处理过程中,传统工艺方法包括有,物理吸附,物理过滤,物理沉淀等方法,其特点是使用简便,不足之处是能通过物理作用吸附去除,无法彻底分解污染,治标不治本,容易产生二次污染。而等离子体法,电催化法等可以分解污染物的设备又因为其需要消耗一定的能源。在能源紧缺的当今,如何开发一种高效节能的空气方法是时代发展的一个重要课题。光触媒净化空气与杀菌是一种新型的绿色环保、可循环利用的环境友好的技术,在当前形势下应运而生。技术创新纳米级二氧化钛是极具代表性的光催化(光触媒)半导体材料。由于锐钛矿晶型宽的能量带隙(3.2-3.6),它能在紫外光的激发下产生电子跃迁,将空气中的氧气和水分子激发,形成氧化能力极强的氢氧自由基(-OH)和活性氧(-O2-),这些自由基可以捕杀空气中的浮游细菌和有机物,并不断将污染物分解成水和二氧化碳,从而达到净化环境和空气的目的。除了能净化空气和杀菌的功能外,光触媒还可以应用到水质净化、防污、消臭脱臭、铲除过敏原等领域。但由于二氧化钛主要受紫外光激发。但太阳光中能到达地面的能量仅占可见光能量的10%左右,而室内的紫外光含量则更低。本专利技术涉及一种宽波段的光触媒的创新之处,通过参杂氧化亚铜和氧化铈,将光触媒的激发光由紫外波段拓宽到可见光波段。大大提高了光触媒的空气净化效率和杀菌效率。技术优势对于可见光光触媒的开发,目前已有少量的文献报道。例如在专利CN104755166上就报道了一种复合二氧化钛光触媒,可以利用可见光激发。但是该专利所用的复合二氧化钛用到了稀有金属铑掺杂钛酸锶。稀有金属的引入无疑是大大增加了产品的成本。本专利技术所涉及的参杂金属为亚铜类等普通金属,更具有优势。上述本专利技术所涉及一种新型的宽波段响应型光触媒配方与生产工艺,其特点如下:(1)创新性地将氧化亚铜和氧化铈参杂到纳米二氧化钛光触媒体系,大大增加了光触媒的激发光波段,提高了光触媒的利用效率、空气净化效率和杀菌效率;(2)针对传统纳米二氧化钛颗粒容易团聚的问题,耐化学性能不足的问题,本专利技术通过添加稳定剂复配蒙托土,提高了光触媒的稳定性;(3)本专利技术所制备的二氧化钛光触媒具有良好的亲水性,具有良好的水浸润性;(4)与传统的二氧化钛光触媒相比,本专利技术所涉及的二氧化钛光触媒还具有粒度均匀,可适用领域广的特点。
技术实现思路
一种新型的宽波段响应型光触媒配方,由包括以下重量份的原料制备而成:水 1000二氧化钛 50-200氧化亚铜 20~40氧化铈 10-35蒙托土颗粒 0~10分散剂 10-35稳定剂 1~20其他 0~50优选地,一种新型的宽波段响应型光触媒配方,由包括以下重量份的原料制备而成:水 1000二氧化钛 120氧化亚铜 35氧化铈 30蒙托土颗粒 6分散剂 25稳定剂 10其他 25在一种实施方式中,所述的纳米二氧化钛由溶胶-凝胶法获得,其制备条件如下:(1)以无水醇为溶剂,钛酸丁酯为前驱体,添加少量的酸或碱起到抑制快速水解作用,诱导所得到的粒子间产生静电斥力,阻止粒子间的碰撞,防止进一步产生大粒子,控制晶体的生长。在室温条件下形成纳米级的溶胶粒子,所获得的溶胶成透明均匀的液体;(2)二氧化钛溶胶在室温下陈化12小时,对其进行分离,干燥、研磨;(3)在马弗炉中100℃保温1小时,继续升温至500-550℃温度下煅烧2小时,自然冷却至室温,得到二氧化钛纳米二氧化钛分体。本专利技术所制备的二氧化钛一次粒径为100nm以下。上述制备过程,所用药品并无特别限定,可以为市售的任意商业化产品。在一种实施方式中,所述的氧化亚铜由液相还原法制备,其制备条件如下:(1)将五水硫酸铜溶解在去离子水-乙二醇1:1混合溶剂中,搅拌均匀,滴加适量NaOH,搅拌充分均匀后,滴加水合肼还原剂,反应1h。反应条件为80℃.(2)反应结束后,产物经过去离子水,无水乙醇抽滤清洗,与60℃真空烘箱干燥5小时,最后得到粉末样品。本专利技术所制备的氧化亚铜一次粒径为100nm以下。上述制备过程,所用药品并无特别限定,可以为市售的任意商业化产品。在一种实施方式中,所述的氧化铈是指通过共沉淀法制备铈参杂二氧化钛,过程条件如下:(1)铈参杂的实现是通过添加硝酸铈,控制铈的含量在0.5%以下,将硝酸铈水溶液与少量稀硝酸溶液配制成溶液A;(2)无水乙醇、钛酸丁酯配制成溶液B,搅拌均匀;(3)在搅拌下,将溶液A慢慢滴加到溶液B中,保持溶液的流动性,获得参杂的二氧化钛溶胶;(4)参杂二氧化钛溶胶经过室温陈化后,形成凝胶。经过抽滤淋洗得到固体,经过热处理,获得参杂二氧化钛。最后研磨筛分获得产品。上述制备过程,所用药品并无特别限定,可以为市售的任意商业化产品。在一种实施方式中,所述的蒙托土为纳米级别的蒙托土,可以为市售的商业化产品。在一种实施方式中,所述的稳定剂,主要针对二氧化钛在光催化下产生的离子对自由基猝灭而导致光触媒失活的问题引入的。可以是二氧化硅、氢氧化铝中的一种或者多种。所述的二氧化硅、氢氧化铝并无特别限定,可以为市售的任意商业化产品。在一种实施方式中,所述的分散剂,主要是提高所制备的光触媒具有更好的稳定性引入的,可以是APS类硅氧烷、PEG类分散剂、含氢乳化剂中的一种或者多种。在一种实施方式中,所述的其他可以根据产品的实际需求添加的聚合物填充物,可以是丙烯酸聚合物、硅酮树脂等。一种新型的宽波段响应型光触媒生产工艺的制备方法如下:(1)在水中添加适量的分散剂,充分搅拌均匀;(2)根据产品的实际需求添加聚合物填充物;充分搅拌均匀;(3)将权利要求2-4中的一种或者多种,预先在振荡筛分器中,振荡均匀,并筛除较大颗粒;(4)将上述步骤3的混合粉末在搅拌的情况下,加入到步骤2的水溶液中,接着加入适量的稳定剂,充分混合,配制本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种新型的宽波段响应型光触媒配方与生产工艺,由包括以下重量份的原料制备而成:水                             1000二氧化钛                       50‑200氧化亚铜                       20~40氧化铈                         10‑35蒙托土颗粒                     0~10分散剂                         10‑35稳定剂                         1~20其他                           0~50。

【技术特征摘要】
1.一种新型的宽波段响应型光触媒配方与生产工艺,由包括以下重量份的原料制备而成:水 1000二氧化钛 50-200氧化亚铜 20~40氧化铈 10-35蒙托土颗粒 0~10分散剂 10-35稳定剂 1~20其他 0~50。2.如权利要求1所述的纳米二氧化钛由溶胶-凝胶法获得,其制备条件如下:(1)以无水醇为溶剂,钛酸丁酯为前驱体,添加少量的酸或碱起到抑制快速水解作用,诱导所得到的粒子间产生静电斥力,阻止粒子间的碰撞,防止进一步产生大粒子,控制晶体的生长;在室温条件下形成纳米级的溶胶粒子,所获得的溶胶成透明均匀的液体;(2)二氧化钛溶胶在室温下陈化12小时,对其进行分离,干燥、研磨;(3)在马弗炉中100℃保温1小时,继续升温至500-550℃温度下煅烧2小时,自然冷却至室温,得到二氧化钛纳米二氧化钛分体;本发明所制备的二氧化钛一次粒径为100nm以下;上述制备过程,所用药品并无特别限定,可以为市售的任意商业化产品。3.如权利要求1所述的氧化亚铜由液相还原法制备,其制备条件如下:(1)将五水硫酸铜溶解在去离子水-乙二醇1:1混合溶剂中,搅拌均匀,滴加适量NaOH,搅拌充分均匀后,滴加水合肼还原剂,反应1h,反应条件为80℃;(2)反应结束后,产物经过去离子水,无水乙醇抽滤清洗,与60℃真空烘箱干燥5小时,最后得到粉末样品;...

【专利技术属性】
技术研发人员:谭乔
申请(专利权)人:谭乔
类型:发明
国别省市:湖北;42

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