二氧化钛/碳/二氧化锰复合光催化剂材料及制备方法和应用技术

一种二氧化钛/碳/二氧化锰复合光催化剂材料及制备方法和应用，该二氧化钛/碳/二氧化锰复合光催化剂材料的制备方法包括提取贝壳中的贝壳蛋白质；将贝壳蛋白质加入溶剂中混合，之后加入钛酸丁酯混合，得到混合液；将所述混合液进行溶剂热反应得到固形物，将所述固形物在无氧条件下煅烧得到TiO2/C；将TiO2/C加入到高锰酸钾溶液中进行水热反应，得到所述二氧化钛/碳/二氧化锰复合光催化剂材料。本发明专利技术制备的光催化材料能够提高光吸收性，具有光子吸收强、性能稳定等优点，能够应用于室内VOCs的降解，具有较强的市场应用前景。具有较强的市场应用前景。

【技术实现步骤摘要】
二氧化钛/碳/二氧化锰复合光催化剂材料及制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及降解室内混合VOCs光催化剂
，尤其涉及一种二氧化钛/碳/二氧化锰复合光催化剂材料及制备方法和应用。

技术介绍

[0002]据统计，一天之中我们至少有70％的时间在室内度过，因此，保障室内空气质量安全是关乎广大公众健康的大事。室内空气质量受到室外污染源和室内污染源两方面的影响。在2010年，我国人为源VOCs(挥发性有机物)排放量已达1335.6万吨。而随着人们生活水平的提高，室内建筑、装饰材料用量激增，建筑物综合症(SBS)、建筑物关联症(BRI)和化学物质过敏症(MCS)频发，严重危害人们的身体健康和生活质量。
[0003]甲醛是制造油漆、合成树脂、人造纤维和塑料等材料的重要试剂。这些含有甲醛的材料被广泛应用在木材工业、纺织和防腐溶液等领域。甲苯作为溶剂用于油类、树脂、天然橡胶和合成橡胶、醋酸纤维素，也作为溶剂用于纤维素油漆和清漆，以及用为照像制版、墨水的溶剂。甲苯也是许多染料等有机合成的生要原料。甲醛和甲苯在这些材料中长期存在，且很难在短时间内完全释放，对室内空气的污染具有持久性。对人体的危害也较大，会损伤人体的呼吸系统和免疫系统，使人体产生咳嗽、胸闷等症状，严重者会进一步发展为支气管炎、肺炎和肺气肿等呼吸道疾病。世界卫生组织2004年6月15日发布的第153号“甲醛致癌”公报中，确认甲醛属于致癌物质。在2017年世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考，甲苯也被确认在3类致癌物清单中。因此对室内甲醛和甲苯的处理显得尤为重要。
[0004]光催化技术具有能耗低、反应条件温和、操作简便、无二次污染等优点，近年来被广泛应用于处理室内空气污染，并取得了很好的处理结果。二氧化钛有良好的化学稳定性、成本低廉、无毒等特性成为了最具应用潜力的光催化剂，但由于其带隙宽(3.2eV)，需要紫外光(λ≤387.5nm)才能激发其催化活性，因而极大地限制了它的应用，通过改性突破二氧化钛的应用限制，一直以来都是人们研究的重要方向。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的主要目的之一在于提出一种二氧化钛/碳/二氧化锰复合光催化剂材料及制备方法和应用，以期至少部分地解决上述技术问题中的至少之一。
[0006]为了实现上述目的，作为本专利技术的一个方面，提供了一种二氧化钛/碳/二氧化锰复合光催化剂材料的制备方法，包括：
[0007]S1：提取贝壳中的贝壳蛋白质；
[0008]S2：将贝壳蛋白质加入溶剂中混合，之后加入钛酸丁酯混合，得到混合液；
[0009]S3：将所述混合液进行溶剂热反应得到固形物，将所述固形物在无氧条件下煅烧得到TiO2/C；
[0010]S4：将TiO2/C加入到高锰酸钾溶液中进行水热反应，得到所述TiO2/C/MnO2复合光
催化剂材料。
[0011]作为本专利技术的另一个方面，还提供了一种二氧化钛/碳/二氧化锰复合光催化剂材料，采用如上所述的制备方法获得。
[0012]作为本专利技术的又一个方面，还提供了如上所述的二氧化钛/碳/二氧化锰复合光催化剂材料在降解室内混合VOCs中的应用。
[0013]基于上述技术方案可知，本专利技术的二氧化钛/碳/二氧化锰复合光催化剂材料及制备方法和应用相对于现有技术至少具有以下优势之一或一部分：
[0014]1、本专利技术提供了一种用于降解室内混合VOCs的TiO2/C/MnO2复合光催化剂材料和制备方法，对二氧化钛进行修饰和改性，极大增加其对甲醛和甲苯混合污染物的降解效率，并且易于回收利用，更利于在环境中的应用；制备的光催化材料能够提高光吸收性，具有光子吸收强、性能稳定等优点，能够应用于室内VOCs的降解，具有较强的市场应用前景；
[0015]2、本专利技术提供的利用贝壳中蛋白质作为碳源，合成高性能TiO2/C/MnO2复合光催化剂降解室内甲醛和甲苯的方法工艺简单、价格低廉、易于推广，物理稳定性较好，分散性好，无挥发、不溶解、耐热温度高、无毒性；经试验验证，该方法获得的催化剂稳定性好，催化寿命长；该方法利用废弃贝壳中的蛋白质，原料资源丰富，价格低廉，整个制备过程绿色环保，易于工业化生产。
附图说明
[0016]图1为采用本专利技术实施例提供的制备方法制得的TiO2/C/MnO2的TEM图；
[0017]图2为采用本专利技术实施例提供的制备方法制得的TiO2/C/MnO2的EDX图。
具体实施方式
[0018]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术作进一步的详细说明。
[0019]本专利技术公开了一种二氧化钛/碳/二氧化锰复合光催化剂材料的制备方法，包括：
[0020]S1：提取贝壳中的贝壳蛋白质；
[0021]S2：将贝壳蛋白质加入溶剂中混合，之后加入钛酸丁酯混合，得到混合液；
[0022]S3：将所述混合液进行溶剂热反应得到固形物，将所述固形物在无氧条件下煅烧得到TiO2/C；
[0023]S4：将TiO2/C加入到高锰酸钾溶液中进行水热反应，得到所述二氧化钛/碳/二氧化锰复合光催化剂材料。
[0024]在本专利技术的一些实施例中，步骤S1中，提取贝壳蛋白质的方法包括在贝壳中加入稀酸溶液，没过贝壳，静置至贝壳浮于水面，分离出不溶性蛋白质。
[0025]在本专利技术的一些实施例中，所述稀酸溶液的浓度为5至10wt.％，例如为5wt.％、6wt.％、7wt.％、8wt.％、9wt.％、10wt.％。
[0026]在本专利技术的一些实施例中，步骤S2中，所述贝壳蛋白质、钛酸丁酯和溶剂的质量比为(2至8)：29：473，例如为2：29：473、3：29：473、4：29：473、5：29：473、6：29：473、7：29：473、8：29：473。
[0027]在本专利技术的一些实施例中，步骤S2中，所述溶剂包括乙醇；
[0028]步骤S2中，钛酸丁酯的密度为0.996g/em3。
[0029]在本专利技术的一些实施例中，步骤S3中，所述溶剂热反应的反应温度为180至220℃，例如为180℃、190℃、200℃、210℃、220℃；反应时间为40至60h，例如为40h、45h、50h、55h、60h。
[0030]在本专利技术的一些实施例中，步骤S4中，TiO2/C中的TiO2和高锰酸钾固体的质量比为0至1.5，其中质量比不为0，例如为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5。
[0031]在本专利技术的一些实施例中，步骤S4中，所述水热反应的反应时间为40至60h，例如为40h、45h、50h、55h、60h。
[0032]本专利技术还公开了一种二氧化钛/碳/二氧化锰复合光催化剂材料，采用如上所述的制备方法获得。
[0033]本专利技术还公开了如上所述的二氧化钛/碳/二氧化锰复合光催化剂材本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二氧化钛/碳/二氧化锰复合光催化剂材料的制备方法，包括：S1：提取贝壳中的贝壳蛋白质；S2：将贝壳蛋白质加入溶剂中混合，之后加入钛酸丁酯混合，得到混合液；S3：将所述混合液进行溶剂热反应得到固形物，将所述固形物在无氧条件下煅烧得到TiO2/C；S4：将TiO2/C加入到高锰酸钾溶液中进行水热反应，得到所述二氧化钛/碳/二氧化锰复合光催化剂材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，提取贝壳蛋白质的方法包括在贝壳中加入稀酸溶液，没过贝壳，静置至贝壳浮于水面，分离出不溶性蛋白质。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述稀酸溶液的浓度为5至10wt.％。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述贝壳蛋白质、钛酸丁酯和溶剂的质量比为(2至...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯立安，王文君，邵嘉铭，林法伟，陈冠益，颜蓓蓓，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：