一种暗触媒纳米复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种暗触媒纳米复合材料及其制备方法，该方法将无机纳米氧化物、气相二氧化硅、氧化剂和水性树脂进行复合制备得到暗触媒纳米复合材料。将所述暗触媒纳米复合材料用水分散，得到暗触媒复合材料乳液，采用喷涂或刷涂工艺施工于物体表面，能形成稳定的涂层，该涂层能有效去除室内环境有害气体，具有持久效果。

Dark catalyst nano composite material and preparation method and application thereof

The invention discloses a dark catalyst nanocomposite material and a preparation method. The method compounded the inorganic nano oxide, gas phase silica, oxidizer and water resin to obtain the dark catalyst nanocomposite. The dark catalyst nanocomposites are dispersed with water, and the dark catalyst composite emulsion is obtained. The coating can be constructed on the surface of the object by spraying or brush coating process. It can form a stable coating. The coating can effectively remove the harmful gas in the indoor environment and has a lasting effect.

【技术实现步骤摘要】
一种暗触媒纳米复合材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及纳米复合材料领域，具体地说是一种暗触媒纳米复合材料及其制备以及在去除室内环境有害气体应用。
技术介绍
随着社会经济建设的飞速发展和人类生活水平的提高,室内环境污染已经成为社会关注的焦点,人们对室内空气品质越来越重视。污染室内空气的化学物质数量庞大,其中具有神经毒性、肾毒性、肝毒性和致癌性的挥发性有机化合物引起的二次污染已对人类健康造成极大威胁。世界卫生组织统计数据表明，全球每年因室内环境污染的死亡人数已达280万；国家室内空气检测部门相关统计显示，新装修居室90％以上有害气体严重超标，特别是醛、苯、胺及硫类有害气体等，严重威胁人类健康。光触媒材料在光的照射射下，能产生富氧离子自由基，由于其具有强的氧化性，能将醛类、苯类、TVOC等有害气体氧化成无毒无害的二氧化碳和水，但是由于光触媒需要在光、特别是紫外光的作用下才能起作用，因为大多数室内环境光线比较弱，因此光触媒在处理室内有害气体方面效果非常有限。过氧化氯粉剂、过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸胺等具有一定的氧化能力，但氧化活性不够高，有报道称Co3O4、Co2O3、LaCoO3、LaMnO3等氧化物纳米颗粒能催化增强双氧水、过硫酸盐的氧化能力，但由于其反应过于快速，只有短期效果，不适合在室内环境中使用。
技术实现思路
本专利技术克服了现有技术的所述缺陷，提供了一种暗触媒纳米复合材料及其制备方法。本专利技术的方法，将无机纳米氧化物、氧化剂、气相二氧化硅和水性树脂进行复合制备得到暗触媒纳米复合材料。将所述暗触媒纳米复合材料用水分散，得到暗触媒复合材料乳液，采用喷涂或刷涂工艺施工于物体表面，能形成稳定的涂层，该涂层能有效去除室内环境有害气体，具有持久效果。相对于已有的光触媒材料，具有明显的优势。本专利技术暗触媒纳米复合材料的制备方法，具体包括以下步骤：（1）暗触媒纳米复合材料的制备将无机纳米氧化物与气相二氧化硅混合，采用球磨机进行研磨，然后加入水性树脂，进一步研磨，最后加入氧化剂，充分研磨后制备得到暗触媒纳米复合材料。（2）暗触媒水性乳液的制备将暗触媒纳米复合材料分散在水中，采用高速剪切机进行分散，制备得到暗触媒水性乳液。（3）暗触媒涂层的制备将暗触媒水性乳液采用刷涂或喷涂工艺涂布于物体表面上，室温干燥后形成性能稳定的暗触媒涂层。该涂层能分解醛、苯、TVOC类有害气体。其中，步骤（1）中，所述的无机纳米氧化物为Co3O4、Co2O3、LaCoO3、LaMnO3中的一种或两种以上的混合物。其中，步骤（1）中，所述的无机氧化物纳米的颗粒，其颗粒尺寸为0.5纳米至100纳米，优选于5纳米至40纳米，进一步优选为8纳米至25纳米。其中，步骤（1）中，所述的氧化剂为二氧化氯粉剂、过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸胺中的一种或两种以上的混合物。其中，步骤（1）中，所述的水性树脂是聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸、聚胺酯中的一种或两种以上。其中，步骤（1）中，所述水性树脂的颗粒度为800目至4000目，优选为1500目至3500目，进一步优选为2000目至3000目。其中，步骤（1）中，所述气相二氧化硅为比表面积为80平方米/克至500平方米/克，优选为150平方米/克至400平方米/克，进一步优选为200平方米/克至320平方米/克。其中，步骤（1）中，所述无机纳米氧化物颗粒所占的质量比为0.01%~2%之间，优选为0.05~1%之间，进一步优选为0.1~0.6%之间。其中，步骤（1）中，所述氧化物所占的质量比为10~60%之间，优选为15~45%之间，进一步优选为20~30%之间。其中，步骤（1）中，所述气相二氧化硅所占的质量比为2~30%之间，优选为5~25%之间，进一步优选为8~18%之间。其中，步骤（1）中，所述水性树脂所占的质量比为10~50%之间，优选为15~35%之间，进一步优选为20~30%之间。其中，步骤（2）中，所述暗触媒纳米复合材料乳液中，暗触媒纳米复合材料的浓度为0.5~25%之间，优选为1~15%之间，进一步优选为3~10%之间。本专利技术的有益效果在于，由于所选的Co3O4、Co2O3、LaCoO3和LaMnO3纳米颗粒具有催化二氧化氯粉剂、过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸胺氧化的催化活性，通过球磨将其负载在白炭黑上，能够降低其对二氧化氯粉剂、过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸胺的催化活性，延长氧化剂的作用时间，进一步，通过与水性树脂复合，由于水性树脂成膜性好，能够负载纳米氧化物和氧化剂，形成稳定的暗触媒涂层，在无光的条件下，能够降解有害气体，在室内环境的空气治理具有广泛的用途。具体实施方法结合以下具体实施例，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的保护内容不局限于以下实施例。在不背离专利技术构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本专利技术中，并且以所附的权利要求书为保护范围。本专利技术暗触媒纳米复合材料的制备方法具体包括如下三步骤：步骤（一）：暗触媒纳米复合材料的制备将无机纳米氧化物与白炭黑混合，采用球磨机进行研磨，然后加入水性树脂，进一步研磨，最后加入氧化剂，充分研磨后制备得到暗触媒纳米复合材料。步骤（二）：无机纳米溶胶的制备将暗触媒纳米复合材料分散在水中，采用高速剪切机进行分散，制备得到暗触媒水性乳液。步骤（三）：暗触媒涂层的制备将暗触媒水性乳液采用刷涂或喷涂工艺涂布于物体表面上，室温干燥后形成性能稳定的暗触媒涂层。该涂层能分解醛、苯、TVOC类有害气体。实施例1将0.5克Co3O4纳米颗粒和30克德固赛A200放入2升的球磨灌中，加入陶瓷珠，将球磨灌置于球磨机中，球磨2小时，两小时后，加入100克2500目PVA树脂，继续球磨2小时，最后加入50克二氧化氯粉剂，继续研磨2小时，得到暗触媒纳米复合材料。实施例2将1.2克Co2O3纳米颗粒和20克德固赛A380放入2升的球磨灌中，加入陶瓷珠，将球磨灌置于球磨机中，球磨2小时，两小时后，加入150克3000目聚丙烯酸树脂，继续球磨2小时，最后加入40克二过硫酸钾，继续研磨2小时，得到暗触媒纳米复合材料。实施例3将2.2克LnMnO3纳米颗粒和30克德固赛A380放入2升的球磨灌中，加入陶瓷珠，将球磨灌置于球磨机中，球磨2小时，两小时后，加入120克2500目聚胺酯树脂，继续球磨3小时，最后加入30克二过硫酸胺，继续研磨2小时，得到暗触媒纳米复合材料。实施例4将0.4克LnCoO3纳米颗粒和10克德固赛A380放入2升的球磨灌中，加入陶瓷珠，将球磨灌置于球磨机中，球磨2小时，两小时后，加入120克2500目聚胺酯树脂，继续球磨3小时，最后加入10克二过硫酸钠和10克二氧化氯粉剂，继续研磨2小时，得到暗触媒纳米复合材料。实施例5依次将0.1克Co3O4、0.5克LnCoO3纳米颗粒和10克德固赛A200放入2升的球磨灌中，加入陶瓷珠，将球磨灌置于球磨机中，球磨2小时，两小时后，加入50克2200目PVA和130克3000目聚胺酯树脂，继续球磨3小时，最后加入8克二过硫酸钠和12克二氧化氯粉剂，继续研磨2小时，得到暗触媒纳米复合材料。实施例5依次将0.1克Co3O4、0.5克LnCoO3纳米颗粒和10克德固赛A200放入2升的球磨灌中，加入陶瓷珠，将球磨灌置于球磨机中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种暗触媒纳米复合材料的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤，（1）无机氧化物纳米颗粒、氧化剂、气相二氧化硅和水性树脂混合，并将其放置于研磨机中，进行高速研磨，制备得到暗触媒纳米复合材料；（2）将所制备得到的暗触媒纳米复合材料分散在水中，采用高速剪切机进行剪切分散，制备得到暗触媒纳米复合材料乳液；（3）将暗触媒纳米复核材料乳液采用刮涂或喷涂工艺施工于物体表面。

【技术特征摘要】
1.一种暗触媒纳米复合材料的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤，（1）无机氧化物纳米颗粒、氧化剂、气相二氧化硅和水性树脂混合，并将其放置于研磨机中，进行高速研磨，制备得到暗触媒纳米复合材料；（2）将所制备得到的暗触媒纳米复合材料分散在水中，采用高速剪切机进行剪切分散，制备得到暗触媒纳米复合材料乳液；（3）将暗触媒纳米复核材料乳液采用刮涂或喷涂工艺施工于物体表面。2.如权利要求1所述的暗触媒纳米复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述的无机氧化物纳米颗粒，指的是Co3O4、Co2O3、LaCoO3、LaMnO3中的一种或两种以上的混合物。3.如权利要求2所述的暗触媒纳米复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，所述的无机氧化物纳米的颗粒，其颗粒尺寸为0.5纳米至100纳米，优选于5纳米至40纳米，进一步优选为8纳米至25纳米。4.如权利要求1所述的暗触媒纳米复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述的氧化剂为二氧化氯粉剂、过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸胺中的一种或两种以上的混合物。5.如权利要求1所述的暗触媒纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述的水性树脂是聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸、聚胺酯中的一种或两种以上。6.如权利要求1所述的暗触媒纳米复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（5）中，所述水性树脂的颗粒度为800目至4000目，优选为1500目至...

【专利技术属性】
技术研发人员：路勇，
申请(专利权)人：上海易明建设工程发展有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31