空气净化复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术是关于一种空气净化复合材料及其制备方法，其制备方法包括：制备硅藻土负载纳米二氧化钛复合材料；在硅藻土负载纳米二氧化钛复合材料表面沉积碳量子点，得到空气净化复合材料。本发明专利技术利用硅藻土的强吸附性将空气中少量的污染物吸收并富集到光催化剂周围，使得光催化剂能够有效与污染物接触，增大接触面积，提高光催化效率。

Air purification composites and their preparation methods

The invention relates to an air purification composite material and a preparation method thereof. The preparation method includes: preparing diatomite loaded nano-titanium dioxide composite material; depositing carbon quantum dots on the surface of diatomite loaded nano-titanium dioxide composite material to obtain air purification composite material. The invention utilizes the strong adsorption of diatomite to absorb and enrich a small amount of pollutants in the air around the photocatalyst, so that the photocatalyst can effectively contact the pollutants, increase the contact area and improve the photocatalytic efficiency.

【技术实现步骤摘要】
空气净化复合材料及其制备方法
本专利技术涉及一种复合材料制备领域，特别是涉及一种空气净化复合材料及其制备方法。
技术介绍
随着人们日益增长的物质文化需求与美好生活的需要，室内环境安全、无污染成为急需解决的问题之一。建筑材料、装饰装修材料、木制家具等满足着人们对居室生活的基本要求，但不合格产品的使用会直接加剧对室内空气的污染，即便使用合格产品，随着使用数量的增多，也会存在污染物累积效果，对室内空气质量存在较大隐患。因而，从材料学角度出发，利用空气净化材料改善室内空气质量是一条优选之路。光催化技术具有氧化能力强、成本低、环境友好等特点，只需通过光照即可实现对有机污染物的分解、矿化，最终以水和二氧化碳形式释放。TiO2作为一种半导体光催化材料，一直被较为深入的研究，但它仅能吸收波长小于390nm的紫外光，而在可见光下光催化活性几乎为零。因此，以TiO2为基体，通过掺杂、复合等方式改性是提高其光催化性能的有效方法。迄今为止，虽然有关改性TiO2基光催化剂的研究很多，但是关于合成多元吸附-光催化协同作用空气净化复合材料还未见报道。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于，提供一种新型的空气净化复合材料及其制备方法，所要解决的技术问题是使其兼具强吸附性和高可见光催化性，在室内条件下对甲醛、甲苯等污染物都展现出较强的净化能力，从而更加适于实用。本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本专利技术提出的一种空气净化复合材料的制备方法，其包括：制备硅藻土负载纳米二氧化钛复合材料；在硅藻土负载纳米二氧化钛复合材料表面沉积碳量子点，得到空气净化复合材料。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。优选的，前述的空气净化复合材料的制备方法，其中所述的制备硅藻土负载纳米二氧化钛复合材料包括：将可溶性钛盐与硅藻土混合，采用水热法或水解沉淀法，合成硅藻土负载纳米二氧化钛复合材料。优选的，前述的空气净化复合材料的制备方法，其中所述的在硅藻土负载纳米二氧化钛复合材料表面沉积碳量子点包括：将硅藻土负载纳米二氧化钛复合材料分散于碳量子点前驱体溶液中，搅拌，在150-220℃反应10-28h，离心、洗涤、干燥，得到空气净化复合材料。优选的，前述的空气净化复合材料的制备方法，其中所述的可溶性钛盐为钛酸四丁酯、四氯化钛、硫酸氧钛和硫酸钛中的至少一种；所述的硅藻土与可溶性钛盐的质量比为1:0.5-3。优选的，前述的空气净化复合材料的制备方法，其中所述的碳量子点前驱体为柠檬酸、乙二胺、葡萄糖、氨基酸和己二酸二酰肼中的至少一种；所述的硅藻土负载纳米二氧化钛复合材料和碳量子点的质量比为1:0.2-2。本专利技术的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本专利技术提出的一种空气净化复合材料，由前述的方法制备而得；所述的空气净化复合材料在可见光下对甲醛的去除率大于70％。本专利技术的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本专利技术提出的一种多元空气净化复合材料的制备方法，其包括：以可溶性贵金属盐为前驱体，采用水热还原法或光沉积还原法，将贵金属沉积在前述的空气净化复合材料表面，得到多元空气净化复合材料。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。优选的，前述的水热还原法包括：将可溶性贵金属盐和抗坏血酸溶于水，加入所述的空气净化复合材料，超声并搅拌，在120-190℃下反应10-24h，离心、洗涤、干燥，得到多元空气净化复合材料；所述的光沉积还原法包括：将可溶性贵金属盐溶于酸中，加入所述的空气净化复合材料，超声并搅拌，在氙灯或高压汞灯照射下反应2-8h，离心、洗涤、干燥，得到多元空气净化复合材料。优选的，前述的多元空气净化复合材料的制备方法，其中所述的空气净化复合材料和可溶性贵金属盐的质量比为1:0.001-0.1。本专利技术的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本专利技术提出的一种多元空气净化复合材料，由前述的方法制备而得；所述的多元空气净化复合材料在可见光下对甲醛的去除率大于75％。借由上述技术方案，本专利技术气净化复合材料及其制备方法至少具有下列优点：碳量子点(CQDs)具有良好的良好的光致电子转移和双光子吸收性能，纳米贵金属由于其等离子体共振效应在可见光区表现出强烈的吸收，因此通过碳量子点、纳米贵金属双重改性TiO2，就能够提高其对可见光的吸收和利用，促进光生载流子的有效分离，提高其光催化性能。而硅藻土(DE)作为一种天然的多孔材料，本身具有绿色、环保、环境友好的性质外，还能够为纳米光催化材料提供良好的生长环境和光催化反应床。当复合材料处于低浓度有机污染物环境中时，首先利用硅藻土的强吸附性将空气中少量的污染物吸收并富集到光催化剂周围，使的光催化剂能够有效与污染物接触，增大接触面积，提高光催化效率。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例详细说明如后。具体实施方式为更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效,以下结合较佳实施例，对依据本专利技术提出的空气净化复合材料及其制备方法其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。本专利技术的一个实施例提出的一种空气净化复合材料的制备方法，其包括：将可溶性钛盐溶于水或乙醇，与硅藻土(DE)混合，采用水热法或水解沉淀法，合成硅藻土负载纳米二氧化钛复合材料(TiO2/DE)；将硅藻土负载纳米二氧化钛复合材料(TiO2/DE)分散于碳量子点(CODs)前驱体溶液中，搅拌，在150-220℃反应10-28h，离心、洗涤、干燥，得到空气净化复合材料(CQDs-TiO2/DE)。优选的，可溶性钛盐为钛酸四丁酯、四氯化钛、硫酸氧钛和硫酸钛中的至少一种；所述的硅藻土与可溶性钛盐的质量比为1:0.5-3。优选的，碳量子点前驱体为柠檬酸、乙二胺、葡萄糖、氨基酸和己二酸二酰肼中的至少一种；硅藻土负载纳米二氧化钛复合材料和碳量子点的质量比为1:0.2-2。本专利技术的另一实施例提出的一种空气净化复合材料，由前述的方法制备而得；所述的空气净化复合材料在可见光下对甲醛的去除率大于70％。本专利技术的另一实施例提出一种多元空气净化复合材料的制备方法，其包括：以可溶性贵金属盐(M盐)为前驱体，采用水热还原法或光沉积还原法，将贵金属沉积在前述的空气净化复合材料表面(CQDs-TiO2/DE)，得到多元空气净化复合材料(M-CQDs-TiO2/DE)。优选的，水热还原法包括：将可溶性贵金属盐前驱体和抗坏血酸溶于水，加入所述的空气净化复合材料，超声并搅拌，在120-190℃下反应10-24h，离心、洗涤、干燥，得到多元空气净化复合材料；光沉积还原法包括：将可溶性贵金属盐前驱体溶于酸中，加入所述的空气净化复合材料，超声并搅拌，在氙灯或高压汞灯照射下反应1-8h，离心、洗涤、干燥，得到多元空气净化复合材料。优选的，空气净化复合材料和贵金属金属盐的质量比为1:0.001-0.1。优选的，可溶性贵金属盐为水溶性银盐或水溶性钯盐。本专利技术的另一实施例提出一种多元空气净化复合材料，由本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空气净化复合材料的制备方法，其特征在于，其包括：制备硅藻土负载纳米二氧化钛复合材料；在硅藻土负载纳米二氧化钛复合材料表面沉积碳量子点，得到空气净化复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种空气净化复合材料的制备方法，其特征在于，其包括：制备硅藻土负载纳米二氧化钛复合材料；在硅藻土负载纳米二氧化钛复合材料表面沉积碳量子点，得到空气净化复合材料。2.根据权利要求1所述的空气净化复合材料的制备方法，其特征在于，所述的制备硅藻土负载纳米二氧化钛复合材料包括：将可溶性钛盐与硅藻土混合，采用水热法或水解沉淀法，合成硅藻土负载纳米二氧化钛复合材料。3.根据权利要求1所述的空气净化复合材料的制备方法，其特征在于，所述的在硅藻土负载纳米二氧化钛复合材料表面沉积碳量子点包括：将硅藻土负载纳米二氧化钛复合材料分散于碳量子点前驱体溶液中，搅拌，在150-220℃反应10-28h，离心、洗涤、干燥，得到空气净化复合材料。4.根据权利要求2所述的空气净化复合材料的制备方法，其特征在于，所述的可溶性钛盐为钛酸四丁酯、四氯化钛、硫酸氧钛和硫酸钛中的至少一种；所述的硅藻土与可溶性钛盐的质量比为1:0.5-3。5.根据权利要求3所述的空气净化复合材料的制备方法，其特征在于，所述的碳量子点前驱体为柠檬酸、乙二胺、葡萄糖、氨基酸和己二酸二酰肼中的至少一种；所述的硅藻土负载纳米二氧化钛复合材料和碳量子点的质量比为1:0.2-2。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：张琎珺，冀志江，王静，
申请(专利权)人：中国建筑材料科学研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11