本发明专利技术公开了一种钒氮共掺杂二氧化钛分散液的制备方法以及利用该钒氮共掺杂二氧化钛分散液制得的可快速并持续分解甲醛的光触媒乳液。本发明专利技术的钒氮共掺杂二氧化钛分散液制备方法成本较低，并且工艺简单，加热过程少，能源消耗少。本发明专利技术中的光触媒乳液采用的钒氮共掺杂二氧化钛分散液，在可见光下就能发挥催化作用，大大提高了光催化效率。本发明专利技术光触媒乳液中的端氨基超支化聚合物外围带有大量的氨基集团，和甲醛的反应量大，且生成的聚合物更为稳定，不会逆向释放甲醛。本发明专利技术中的光触媒乳液能与甲醛直接反应，在无光区域和时段也能分解空气中甲醛等有害气体，能从板材等源头将甲醛含量大幅度降低后，能够持续改善空气质量。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及环保产品领域，具体涉及一种钒氮共掺杂二氧化钛分散液的制备方法以及利用该钒氮共掺杂二氧化钛分散液制得的可快速并持续分解甲醛的光触媒乳液。
技术介绍
随着社会发展和人民群众生活水平的提高，人们对居住环境的要求也越来越高，由于新房中所用装修、装饰材料使用了大量的胶粘剂、油漆等材料，严重造成甲醛、苯、甲苯等有害物质的超标，特别是甲醛，数量多、隐藏深、释放慢，周期一般长达3-15年，已经严重危及到人体健康。目前市售的光触媒产品基本上是通过一定的工艺，将纯纳米二氧化钛颗粒均匀分散在水溶液中制成，该方法制成的光触媒产品存在两大缺陷：一是它对光谱感应区间有限，多数只能对紫外波段起响应，而自然界的紫外光仅占到达地面太阳光的3%~4%，因此它对光的利用率很低；而且，由于光激发产生的电子与空穴易复合，导致光量子效率也很低；二是既然光触媒的反应是需要在光照条件下进行，因此在夜间环境和家具内部等避光区域，它的作用就会大打折扣。
技术实现思路
为克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种钒氮共掺杂二氧化钛分散液的制备方法以及利用该钒氮共掺杂二氧化钛分散液制得的可快速并持续分解甲醛的光触媒乳液。一种钒氮共掺杂二氧化钛分散液的制备方法，包括以下步骤：A、将含氮化合物完全溶解在去离子水中，使得溶液氮浓度为3mol/L-5mol/L，得到溶液a；B、将乙酰丙酮氧钒在冰浴并搅拌的条件下加入到溶液a中，乙酰丙酮氧钒和溶液a的质量比为0.5-3:10，得到溶液b；C、将钛酸四丁酯溶液缓慢滴入到溶液b中，钛酸四丁酯加入量和溶液b的体积比为1-3:10，钛酸四丁酯溶液的浓度为2-4mol/L，得到混合液c；D、将混合液c搅拌12-36小时后继续陈化24-72小时；得到凝胶态的溶液d；E、将溶液d置于真空干燥剂中，在70-90℃下烘干得到固体e；F、将固体e高速球磨成粉末，然后在400℃-600℃下煅烧1-3小时，研磨得到粉体f；G、将分散剂直接搅拌分散在去离子水中，然后加入粉体f，超声分散0.5-1.5h，得到钒氮共掺杂二氧化钛分散液；其中分散剂、去离子水和粉体f的质量比为0.5-1.5:1900-2100:9-11。步骤A中所述的含氮化合物是尿素、碳酸铵、硫脲、氯化铵一种或多种。步骤F中所述分散剂为羧酸盐、硫酸盐、磷酸盐中的一种或多种。一种使用所述钒氮共掺杂二氧化钛分散液的光触媒乳液，由钒氮共掺杂二氧化钛分散液和端氨基超支化聚合物组成，其中钒氮共掺杂二氧化钛分散液和端氨基超支化聚合物的重量比为100:1-10。与现有技术相比，本专利技术的钒氮共掺杂二氧化钛分散液制备方法成本较市面上的制备方案降低了10%，并且工艺简单，加热过程少，能源消耗少。本专利技术中的光触媒乳液采用的钒氮共掺杂二氧化钛分散液，在可见光下就能发挥催化作用，大大提高了光催化效率。本专利技术光触媒乳液中的端氨基超支化聚合物外围带有大量的氨基集团，和甲醛的反应量大，且生成的聚合物更为稳定，不会逆向释放甲醛。本专利技术中的光触媒乳液能与甲醛直接反应，在无光区域和时段也能分解空气中甲醛等有害气体，能从板材等源头将甲醛含量大幅度降低后，再利用其持久性的催化、氧化能力，持续改善空气质量。附图说明图1是本专利技术实施例1的除甲醛效果图；图2是本专利技术实施例2的除甲醛效果图；图3是本专利技术实施例3的除甲醛效果图。具体实施方式以下是本专利技术的具体实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的描述，但是本专利技术的保护范围并不限于这些实施例。凡是不背离本专利技术构思的改变或等同替代均包括在本专利技术的保护范围之内。实施例1一种钒氮共掺杂二氧化钛分散液的制备方法，包括以下步骤：A、将7.6g硫脲和12.0g尿素溶解在150ml去离子水中，得到溶液a；B、将15.62g乙酰丙酮氧钒在冰浴并搅拌的条件下加入到溶液a中，得到溶液b；C、将22ml(0.065mol)钛酸四丁酯溶液以2滴每秒的速度滴入到溶液b中，得到混合液c；D、将混合液c搅拌24小时后继续陈化48小时；得到凝胶态的溶液d；E、将溶液d置于真空干燥剂中，在80℃下烘干得到固体e；F、将固体e高速球磨成粉末，然后在500℃下煅烧2小时，研磨得到粉体f；G、将0.05g的羧酸盐直接搅拌分散在100g去离子水中，然后加入5g粉体f，超声分散1h，得到钒氮共掺杂二氧化钛分散液g。在钒氮共掺杂二氧化钛分散液g中加入5g端氨基超支化聚合物，制得光触媒产品。将该光触媒置于体积为90cm*90cm*80cm的玻璃测试箱中，保持温度为25°C，将该光触媒产品用高压喷枪均匀喷在10块长15cm、宽5cm的E2级细木工板表面和侧面，用1000w的圆形汞灯供给光源，并使用400纳米和>420纳米的滤光片滤掉紫外光。在该光照下，分别在1、5、10、20、40、80、160、320小时后取样用酚试剂法测定测试箱内甲醛含量，对照组除不喷光触媒外其他处理都相同。光触媒对甲醛的清除率与对照做对比。效果如图1所示，普通光触媒和参杂光触媒在40小时候对甲醛降解能力达到最大分别为46%和71%，之后由于光触媒中毒等原因对甲醛降解率开始下降，在测试的第320小时分别降到了21%和40%，而复合了端氨基超支化合物的光触媒对甲醛有持久的清除能力，在测试的第320小时后达到了96.5%。实施例2一种钒氮共掺杂二氧化钛分散液的制备方法，包括以下步骤：A、将9.6g碳酸铵和10.6g氯化铵溶解在150ml去离子水中，得到溶液a；B、将8.5g乙酰丙酮氧钒在冰浴并搅拌的条件下加入到溶液a中，得到溶液b；C、将13.6ml(0.040mol)钛酸四丁酯溶液以2滴每秒的速度滴入到溶液b中，得到混合液c；D、将混合液c搅拌12小时后继续陈化24小时；得到凝胶态的溶液d；E、将溶液d置于真空干燥剂中，在70℃下烘干得到固体e；F、将固体e高速球磨成粉末，然后在400℃下煅烧1小时，研磨得到粉体f；G、将0.025g的羧酸盐直接搅拌分散在100g去离子水中，然后加入5g粉体f，超声分散1h，得到钒氮共掺杂二氧化钛分散液g。在钒氮共掺杂二氧化钛分散液g中加入10g端氨基超支化聚合物，制得光触媒产品。将该光触媒置于体积为90cm*90cm*80cm的玻璃测试箱中，保持温度为25°C，将该光触媒产品用高压喷枪均匀喷在10块长15cm、宽5cm的E2级细木工板表面和侧面，用1000w的圆形汞灯供给光源，并使用400纳米和>420纳米的滤光片滤掉紫外光。在该光照下，分别在1、5、10、20、40、80、160、320小时后取样用酚试剂法测定测试箱内甲醛含量，对照组除不喷光触媒外其他处理都相同。光触媒对甲醛的清除率与对照做对比。效果如图2所示，普通光触媒和参杂光触媒在40小时候对甲醛降解能力达到最大分别为45%和72%，之后由于光触媒中毒等原因对甲醛降解率开始下降，在测试的第320小时分别降到了22%和41%，而复合了端氨基超支化合物的光触媒对甲醛有持久的清除能力，在测试的第320小时后达到了96.5%。实施例3一种钒氮共掺杂二氧化钛分散液的制备方法，包括以下步骤：A、将7.6g硫脲和9.6g碳酸铵溶解在150ml去离子水中，得到溶液a；B、将33.4g乙酰丙酮氧钒在冰浴并搅拌的条件下加入到溶液a中，得到溶液b；C、将22ml(本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种钒氮共掺杂二氧化钛分散液的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：A、将含氮化合物完全溶解在去离子水中，使得溶液氮浓度为3 mol/L ‑5mol/L，得到溶液a；B、将乙酰丙酮氧钒在冰浴并搅拌的条件下加入到溶液a中，乙酰丙酮氧钒和溶液a的质量比为0.5‑3:10，得到溶液b；C、将钛酸四丁酯溶液缓慢滴入到溶液b中，钛酸四丁酯加入量和溶液b的体积比为1‑3:10，钛酸四丁酯溶液的浓度为2‑4mol/L，得到混合液c；D、将混合液c搅拌12‑36小时后继续陈化24‑72小时；得到凝胶态的溶液d；E、将溶液d置于真空干燥剂中，在70‑90℃下烘干得到固体e；F、将固体e高速球磨成粉末，然后在400℃‑600℃ 下煅烧1‑3小时 ，研磨得到粉体f；G、将分散剂直接搅拌分散在去离子水中，然后加入粉体f，超声分散0.5‑1.5h，得到钒氮共掺杂二氧化钛分散液；其中分散剂、去离子水和粉体f的质量比为0.5‑1.5:1900‑2100:9‑11。
【技术特征摘要】
1.一种钒氮共掺杂二氧化钛分散液的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：A、将含氮化合物完全溶解在去离子水中，使得溶液氮浓度为3mol/L-5mol/L，得到溶液a；B、将乙酰丙酮氧钒在冰浴并搅拌的条件下加入到溶液a中，乙酰丙酮氧钒和溶液a的质量比为0.5-3:10，得到溶液b；C、将钛酸四丁酯溶液缓慢滴入到溶液b中，钛酸四丁酯加入量和溶液b的体积比为1-3:10，钛酸四丁酯溶液的浓度为2-4mol/L，得到混合液c；D、将混合液c搅拌12-36小时后继续陈化24-72小时；得到凝胶态的溶液d；E、将溶液d置于真空干燥剂中，在70-90℃下烘干得到固体e；F、将固体e高速球磨成粉末，然后在400℃-600℃下煅烧1-3小时，研磨得到粉体f；G、将...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈果，于雄胜，
申请(专利权)人：杭州风铃草环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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