复合材料及其制备方法以及空气净化器技术

本发明专利技术提供了复合材料及其制备方法以及空气净化器。其中，复合材料包括：纤维素载体，所述纤维素载体具有海绵结构；铋铜硫氧，所述铋铜硫氧负载在所述纤维素载体上。发明专利技术人发现，该复合材料结构简单、易于实现，性能较稳定，具有较大的比表面积以及优异的环境净化能力，在可见光区域对甲醛的降解率较高，从而可以显著降低室内甲醛的含量，极大程度上保护人体健康，且该复合材料便于回收，有利于循环再利用，节约成本，市场前景较为广阔。

【技术实现步骤摘要】
复合材料及其制备方法以及空气净化器
本专利技术涉及空气净化
，具体的，涉及复合材料及其制备方法以及空气净化器，更具体的，涉及复合材料、复合材料的制备方法、复合材料在甲醛降解中的用途以及空气净化器。
技术介绍
甲醛是一种对人体健康会产生严重危害的有毒气体，而室内装修后的房子往往甲醛含量严重超标，长期暴露在过量的甲醛环境下不仅能导致人体肝肺等器官受损，还可能会引起癌症等多种致命疾病，从而使得人们的健康受到影响。如何高效地降解甲醛越来越受到关注。目前，降低室内甲醛含量的方法大致分为三种。最传统的方法是通风，然而该方法所需时间较长。第二种方法是用活性炭等材料对甲醛进行吸附，然而该方法的缺点在于，只能吸附有毒气体而并不能从实际上降解该气体。第三种方法是光触媒方法，但是目前利用该方法降解甲醛的效率依然很低。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种复合材料，该复合材料结构简单、易于实现、性能较稳定、可循环利用或者对甲醛的降解效率较高。在本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种复合材料。根据本专利技术的实施例，该复合材料包括：纤维素载体，所述纤维素载体具有海绵结构；铋铜硫氧，所述铋铜硫氧负载在所述纤维素载体上。专利技术人发现，该复合材料结构简单、易于实现，性能较稳定，具有较大的比表面积以及优异的环境净化能力，在可见光区域对甲醛的降解率较高，从而可以显著降低室内甲醛的含量，极大程度上保护人体健康，且该复合材料便于回收，有利于循环再利用，节约成本，市场前景较为广阔。根据本专利技术的实施例，基于所述复合材料的总质量，所述铋铜硫氧的负载量为9-50wt％。根据本专利技术的实施例，该复合材料还包括金属单质，所述金属单质附着在所述铋铜硫氧的表面上。根据本专利技术的实施例，基于所述复合材料的总质量，所述金属单质的含量为0.01-19wt％。根据本专利技术的实施例，所述金属单质的粒径为5-30nm。根据本专利技术的实施例，所述金属单质选自Ag、Pt、Au中的至少之一。在本方面的另一方面，本专利技术提供了一种制备前面所述的复合材料的方法。根据本专利技术的实施例，该方法包括：将铋铜硫氧与纤维素溶液混合，得到混合溶液；将所述混合溶液进行冷冻干燥处理以便得到所述复合材料。专利技术人发现，该方法操作简单、方便，易于实现，有利于大规模生产，且利用该方法制备得到的复合材料具备前面所述的所有特征和优点，在此不再过多赘述。根据本专利技术的实施例，在将所述铋铜硫氧与纤维素溶液混合之前还包括：将铋铜硫氧与金属单质复合的步骤。根据本专利技术的实施例，在将所述混合溶液进行冷冻干燥处理之前还包括：将所述混合溶液置于冰水中进行超声处理的步骤。根据本专利技术的实施例，所述超声处理的时间为1h。根据本专利技术的实施例，得到所述混合溶液的方法包括：将铋源与水混合，以便得到第一溶液；向所述第一溶液中加入硝酸铜，以便得到第二溶液；向所述第二溶液中加入NaOH，以便得到悬浊液；向所述悬浊液中依次加入硫脲和溴化十六烷三甲基铵，以便得到第三溶液；将所述第三溶液进行加热处理并过滤之后得到BiCuSO；将所述BiCuSO与纤维素溶液混合，以便得到所述混合溶液。根据本专利技术的实施例，在pH为10-14的条件下将所述铋铜硫氧与纤维素溶液混合。由此，铋铜硫氧与纤维素混合的效果更佳，更有利于将铋铜硫氧均匀的分散在纤维素载体中。在本专利技术的另一方面，本专利技术提供了一种前面所述的复合材料在甲醛降解中的用途。专利技术人发现，该复合材料降解甲醛的效率较高，可以有效降低室内甲醛的含量，有利于人体健康。在本专利技术的另一方面，本专利技术提供了一种空气净化器。根据本专利技术的实施例，该空气净化器包括前面所述的复合材料。专利技术人发现，该空气净化器净化室内空气的效果较佳，可以显著降低室内甲醛的含量，使用性能较佳，价格较低，市场竞争力较强。附图说明图1是本专利技术一个实施例中制备复合材料的方法流程示意图。图2是本专利技术一个实施例中制备混合溶液的方法流程示意图。图3是本专利技术另一个实施例中制备复合材料的方法流程示意图。图4是实施例2中的复合材料的扫描电镜(SEM)图。图5是不同复合材料对甲醛的降解率随时间的变化曲线。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。本专利技术是基于专利技术人的以下认识和发现而完成的：目前，常用的降解甲醛的材料为二氧化钛，由于二氧化钛材料本身性质的限制，使得其只能吸收紫外波段的光能，大大地降低了其应用价值，且二氧化钛不易回收，造成资源浪费。针对上述技术问题，专利技术人进行了深入的研究，研究后发现，铋铜硫氧(BiCuSO)是一种窄带半导体，有着优异的光催化性能，可以吸收可见光进行降解甲醛，将其负载在具有海绵结构的纤维素载体上制备得到的复合材料具备较高的比表面积，可以进一步提高复合材料降解甲醛的能力，该复合材料在使用过程中几乎不会发生飞粉现象，有利于人体健康，且复合材料有利于回收利用，节约成本，适于大规模生产。有鉴于此，在本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种复合材料。根据本专利技术的实施例，该复合材料包括：纤维素载体，所述纤维素载体具有海绵结构；铋铜硫氧，所述铋铜硫氧负载在所述纤维素载体上。专利技术人发现，该复合材料结构简单、易于实现，性能较稳定，该复合材料的带隙较窄，在可见光区域对甲醛的降解率较高，将铋铜硫氧负载在具有海绵结构的纤维素载体上有利于暴露更多的活性位点，使得复合材料具备优异的环境净化能力，复合材料具备较大的比表面积，有利于吸附较多的甲醛分子，进一步提高复合材料的环境净化能力，从而可以显著降低室内甲醛的含量，在使用过程中几乎不会产生飞粉，极大程度上保护人体健康，且该复合材料便于回收，有利于循环再利用，节约成本，市场前景较为广阔。根据本专利技术的实施例，为了使得复合材料可以暴露较多的活性位点，基于所述复合材料的总质量，所述铋铜硫氧的负载量为9-50wt％，例如铋铜硫氧的负载量可以为9wt％、10wt％、15wt％、20wt％、25wt％、30wt％、35wt％、40wt％、45wt％、50wt％等。由此，铋铜硫氧分散的较均匀，不易发生团聚现象，复合材料暴露的活性位点较多，使得复合材料具备有益的降解甲醛的能力。相对于上述负载量范围，当铋铜硫氧的负载量过低时，活性材料的暴露的活性位点相对较少，其降解甲醛的能力相对不佳；当铋铜硫氧的负载量过高时，铋铜硫氧容易发生团聚，进而使得活性材料的暴露的活性位点相对较少，导致其降解甲醛的能力相对不佳。根据本专利技术的实施例，为了进一步提高该复合材料降解甲醛的能力，该复合材料还包括金属单质，所述金属单质附着在所述铋铜硫氧的表面上。由此，金属单质与铋铜硫氧的协同作用使得复合材料在可见光作用下产生的光生电子和空穴不易复合，更有利于在可见光作用下进行降解甲醛，使得复合材料的环境净化能力更强。根据本专利技术的实施例，金属单质与铋铜硫氧之间的协同作用的原理是：在可见光作用下，金属单质会产生等离子体共振现象，此时金属单质会更有效的捕获铋铜硫氧产生的光生电子，从而有效抑制铋铜硫氧产生的光生电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合材料，其特征在于，包括：纤维素载体，所述纤维素载体具有海绵结构；铋铜硫氧，所述铋铜硫氧负载在所述纤维素载体上。

【技术特征摘要】
1.一种复合材料，其特征在于，包括：纤维素载体，所述纤维素载体具有海绵结构；铋铜硫氧，所述铋铜硫氧负载在所述纤维素载体上。2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，基于所述复合材料的总质量，所述铋铜硫氧的负载量为9-50wt％。3.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，还包括金属单质，所述金属单质附着在所述铋铜硫氧的表面上；任选的，基于所述复合材料的总质量，所述金属单质的含量为0.01-19wt％。4.根据权利要求3所述的复合材料，其特征在于，所述金属单质的粒径为5-30nm；任选的，所述金属单质选自Ag、Pt、Au中的至少之一。5.一种制备权利要求1-4任一项所述的复合材料的方法，其特征在于，包括：将铋铜硫氧与纤维素溶液混合，得到混合溶液；将所述混合溶液进行冷冻干燥处理以便得到所述复合材料。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在将所述铋铜硫氧与纤维素溶液混合之前...

【专利技术属性】
技术研发人员：林元华，罗屹东，南策文，沈洋，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11