一种催化降解甲醛的光触媒制备方法及其应用技术

本发明专利技术提供了一种催化降解甲醛的光触媒制备方法及其应用，本发明专利技术目的在于解决锐钛型二氧化钛溶解性，通过改变其溶液pH值以及添加氧化剂等步骤，来提高锐钛型二氧化钛的溶解度。与此同时，通过将溶液涂布于基材表面，待干燥后形成薄膜，可在光线作用下对甲醛等有害气体进行催化降解作用。本发明专利技术优势在于：(1)能够有效地降解甲醛、苯、甲苯、二甲苯、氨、TVOC等污染物，使之成为水和二氧化碳等无害的无机物；(2)具有时间持久、持续作用的优点；(3)对人体无毒、无害，且不会造成二次污染，具有较为广泛的市场前景。

Preparation and application of photocatalyst for catalytic degradation of formaldehyde

The invention provides a photocatalyst preparation method for catalytic degradation of formaldehyde and its application. The purpose of the invention is to solve the solubility of anatase titanium dioxide, improve the solubility of anatase titanium dioxide by changing its solution pH value and adding oxidant and other steps. At the same time, by coating the solution on the surface of the substrate and drying it to form a film, it can catalyze the degradation of formaldehyde and other harmful gases under the action of light. The invention has the advantages that: (1) it can effectively degrade formaldehyde, benzene, toluene, xylene, ammonia, TVOC and other pollutants, so as to make them become harmless inorganic substances such as water and carbon dioxide; (2) it has the advantages of long-lasting and sustained effect; (3) it is non-toxic and harmless to human body, and will not cause secondary pollution, and has a broader market prospect.

【技术实现步骤摘要】
一种催化降解甲醛的光触媒制备方法及其应用
本专利技术涉及一种催化降解甲醛的方法，特别涉及一种催化降解甲醛的光触媒制备方法及其应用。
技术介绍
随着生活水平的提高，人们对居室和办公室的舒适性、美观化的需求也逐渐提高，装修频率的逐步提高，所导致室内的污染问题也越来越突出。装修材料释放出的甲醛成为室内空气的主要污染物，因为装修材料的甲醛释放期可达3-15年。甲醛作为较高毒性的物质，是世界公认的潜在致癌物质，也是潜在的强制突变物之一。甲醛能够刺激眼睛和呼吸道黏膜，造成免疫力功能异常、肝损伤、肺损伤及神经中枢系统收到影响，如头晕、头痛、咽干、咳嗽等，而且还能致使胎儿畸形等。长期接触或暴露在甲醛环境中，对人体的健康造成严重危害作用。目前，对室内甲醛的去除方法主要有：等离子催化技术、吸附法、生物法、化学吸收法等。然而这些方法存在着去除效率低，材料浪费大且不易回收等缺点，进而限制了进一步的发展。光催化技术作为一种新兴的一种催化降解技术，可在室温条件下使用，具有能耗低、处理量大、反应完全等优点。其利用紫外光的照射下产生的强氧化性羟基自由基和负氧离子，来破化空气中的各种污染物，使之成为水和二氧化碳等无害的无机物，从而达到净化空气的目的。光催化降解有机物治理方面有着良好的应用前景，因而受到各国科研在、工作者的广泛重视，成为最活跃的研究方向。
技术实现思路
本专利技术的目的是开发一种能够利用光催化来降解甲醛的材料，具体是解决锐钛型二氧化钛溶解性，通过改变其溶液pH值以及添加氧化剂等步骤，来实现锐钛型二氧化钛更好的催化降解甲醛的效果。为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：S1：取一定量的锐钛型二氧化钛置于烧杯中，加入去离子水，搅拌使之充分溶解，用一定浓度的氨水进行调节pH值，继续搅拌，得到混合溶液A；S2：将上步骤得到的溶液A进行过滤洗涤，得到纯溶液B和未溶解的锐钛型二氧化钛C，将未溶解的锐钛型二氧化钛C继续进行去离子水溶解，并加入少量柠檬酸，用氨水进行pH值调节，继续搅拌，得到混合溶液D；S3：将混合溶液D再次进行过滤洗涤，得到纯溶液E和少量未溶解的锐钛型二氧化钛F，将未溶解的锐钛型二氧化钛F，再次进行去离子水溶解，并加入少量的氧化剂，搅拌至充分溶解，静置，得到混合溶液G；S4：将混合溶液G最后进行过滤操作，得到纯溶液H和杂质I；S5：将纯溶液B，E和H进行混合并测定纳米锐钛型二氧化钛的质量分数，并通过添加去离子水调节二氧化钛的浓度和pH值，得到光触媒产品J。进一步的，S1中，氨水的浓度为5wt％，pH值在7-8；S2中，柠檬酸的量为混合溶液D的0.1-0.2％。进一步的，S3中，氧化剂为20wt％H2O2、稀HNO3一种或两种，添加量为混合溶液的0.1-0.2％；S5中，调节二氧化钛的终浓度在0.8-1.5％以及pH值为7-8。再进一步的，所述光触媒产品J使用方法，将光触媒J涂布于基材(桌布、沙发等)表面，待干燥后形成薄膜，可在光线作用下对甲醛等有害气体进行催化降解作用。本专利技术光触媒产品，在光照射下，能吸收相当于带隙能量以下的光能，使其表面发生激励而产生电子(e-)和空穴(h+)。这些电子和空穴具有很强的还原和氧化能力，能与水或容存的氧反应，产生氧化能力极强的氢氧根自由基(·OH)和超级阴氧离子(·O)，将各种有害化学物质、恶臭物质(甲醛、甲苯、二甲苯、氨等)分解或无害化处理，从而达到净化空气、抗污除臭的作用。有益效果①全面性，光触媒可以有效地降解甲醛、苯、甲苯、二甲苯、氨、TVOC等污染物，使之成为水和二氧化碳等无害的无机物；②持续性，具有时间持久、持续作用的优点；③安全性，产品对人体无毒、无害，且不会造成二次污染。具体实施方式下面结合具体实施方式，来进一步说明本专利技术。但本专利技术不限于以下实施例。实施例1取4g锐钛型二氧化钛置于2L烧杯中，加入去1.5L离子水进行搅拌溶解，用5wt％的氨水对溶液进行pH值调节至8，继续进行搅拌30min后，静置，得到混合溶液A；将混合溶液A进行过滤操作，得到纯溶液B和未完全溶解的锐钛型二氧化钛C，并用乙醇洗涤3-4次，干燥。将锐钛型二氧化钛C继续进行溶解，置于2L烧杯中，添加1.5L的去离子水后，添加1.5g的柠檬酸，继续搅拌溶解10min，用5wt％的氨水对溶液进行pH值调节至8，搅拌30min后，静置，得到混合溶液D；将混合溶液D再次进行过滤操作，得到纯溶液E和未完全溶解的锐钛型二氧化钛F，并用乙醇洗涤3-4次，干燥，将锐钛型二氧化钛F继续进行溶解，置于2L烧杯中，添加1.5L的去离子水后，添加1.5g的20wt％H2O2，继续搅拌溶解10min，用5wt％的氨水对溶液进行pH值调节至8，搅拌30min后，静置，得到混合溶液G；将混合溶液G进行过滤操作，得到纯溶液H和不溶杂质I；将纯溶液B、E和H进行混合，并通过分光光度计进行对溶液中的二氧化钛的质量分数，并通过5wt％的氨水和去离子对二氧化钛的浓度进行调节至1wt％，得到光触媒产品J。光触媒的使用方法如下：将光触媒涂布于基材(桌布、沙发等)表面，干燥后形成薄膜，在光线的作用下，产生强烈催化降解功能：能持续降解空气中有毒有害气体、杀灭多种细菌，并能将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理；同时还具备除臭、抗污等功能。经广东省微生物分析检测中心依据JC/T1074-2008《室内空气净化功能涂覆材料净化性能》及Q/SSHJ04-2018《纳米光触媒》检验，主要技术指标如下：甲醛净化效果96.9％(48小时)甲苯净化效果93.6％(24小时)光催化抗菌99％氨去除率(24h)％60％pH值(25℃)：7.0—8.5以上实施例已对本专利技术的具体实施过程进行了详细描述，但本专利技术不局限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员可以做出种种同等替换，这些同等的替换均属于在本申请要求保护的范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种催化降解甲醛的光触媒制备方法及其应用，其特征在于，包括以下步骤：(1)取一定量的锐钛型二氧化钛置于烧杯中，加入去离子水，搅拌使之充分溶解，用一定浓度的氨水进行调节pH值，继续搅拌，得到混合溶液A；(2)将上步骤得到的溶液A进行过滤洗涤，得到纯溶液B和未溶解的锐钛型二氧化钛C，将未溶解的锐钛型二氧化钛C继续进行去离子水溶解，并加入少量柠檬酸，用氨水进行pH值调节，继续搅拌，得到混合溶液D；(3)将混合溶液D再次进行过滤洗涤，得到纯溶液E和少量未溶解的锐钛型二氧化钛F，将未溶解的锐钛型二氧化钛F，再次进行去离子水溶解，并加入少量的氧化剂，搅拌至充分溶解，静置，得到混合溶液G；(4)将混合溶液G最后进行过滤操作，得到纯溶液H和杂质I；(5)将纯溶液B，E和H进行混合并测定纳米锐钛型二氧化钛的质量分数，并通过添加去离子水调节二氧化钛的浓度和pH值，得到光触媒产品J。

【技术特征摘要】
1.一种催化降解甲醛的光触媒制备方法及其应用，其特征在于，包括以下步骤：(1)取一定量的锐钛型二氧化钛置于烧杯中，加入去离子水，搅拌使之充分溶解，用一定浓度的氨水进行调节pH值，继续搅拌，得到混合溶液A；(2)将上步骤得到的溶液A进行过滤洗涤，得到纯溶液B和未溶解的锐钛型二氧化钛C，将未溶解的锐钛型二氧化钛C继续进行去离子水溶解，并加入少量柠檬酸，用氨水进行pH值调节，继续搅拌，得到混合溶液D；(3)将混合溶液D再次进行过滤洗涤，得到纯溶液E和少量未溶解的锐钛型二氧化钛F，将未溶解的锐钛型二氧化钛F，再次进行去离子水溶解，并加入少量的氧化剂，搅拌至充分溶解，静置，得到混合溶液G；(4)将混合溶液G最后进行过滤操作，得到纯溶液H和杂质I；(5)将纯溶液B，E和H进行混合并测定纳米锐钛型二氧化钛的质量分数，并通过添加去离子水调节二氧化钛的浓度和pH值，得到光触媒产品J。2.根据权利要求1所述的一种催化降解...

【专利技术属性】
技术研发人员：张莉莉，吴长建，陆蕊，乔子珊，陈艳慧，陈丽丽，吴四海，
申请(专利权)人：江苏申苏环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32