羟基化介孔碳净化材料及其制备方法、空气净化涂料、背板技术

本申请提供了一种羟基化介孔碳净化材料及其制备方法、空气净化涂料、背板。该方法包括将二氧化钛和钙铁矿型复合氧化物进行氮掺杂和氟掺杂，并将稀土磷酸盐材料进行氟掺杂，获得产物A；将介孔碳进行羟基化反应，制得产物B；将产物A和产物B在惰性气体保护下进行煅烧，制得羟基化介孔碳净化材料。本申请采用了羟基化介孔碳作为净化因子的外壳，其可与粘结剂牢固结合，且使光催化剂避免直接与背板及粘结剂接触，且羟基化的介孔碳可高效地将污染物吸附到净化因子的表面从而加快污染物的降解。本申请的净化因子可完全利用光能(太阳光或人工照明)即可实现对室内空气的高效净化，而且在无光的夜晚和暗处亦可将空气中的污染物降解。光的夜晚和暗处亦可将空气中的污染物降解。光的夜晚和暗处亦可将空气中的污染物降解。

【技术实现步骤摘要】
羟基化介孔碳净化材料及其制备方法、空气净化涂料、背板


[0001]本申请属于空气净化领域，具体地，涉及一种羟基化介孔碳净化材料及其制备方法、空气净化涂料、背板。

技术介绍

[0002]随着科技水平的发展，智能一体机的应用越来越广泛，且被广泛应用于教室、会议室等。而这类室内往往存在着人流量大，空气质量差的问题。为解决这一问题，可在智能一体机上增加净化空气的功能。现存技术往往是将显示屏与净化元件进行组合以达到较好的空气净化效果，但存在着能耗增多、产品重量增加、噪音增大的问题；其中，亦有在保护玻璃上增加光催化涂层以获得净化效果，但该涂层需要辅以紫外灯进行激发，且保护玻璃的面积有限，限制了净化能力的进一步提升。而相比保护玻璃，背板面积更大，因此，在背板上喷涂光催化剂有利于提升智能一体机净化空气的性能。
[0003]光催化剂作为空气净化剂，具有处理速度快、无二次污染、处理效果好等特点，被认为当前治理室内空气污染的理想材料。TiO2是被广泛应用的光催化剂，当TiO2受到激发后，可产生光生电子和空穴，光生电子和空穴可以迁移到催化剂表面与吸附接触O2或H2O等发生反应，空穴氧化表面吸附的H2O、OH
‑
生成羟基自由基
·
OH，
·
OH是一种超强氧化剂，可以逐步将有机物矿化为CO2、H2O和无机盐。空穴还可以直接氧化有机物，且在这过程中，TiO2并未损耗，因此可以实现长久净化空气。而作为智能一体机的基本框架，背板是一种镀漆合金，若直接与光催化剂接触，存在着结合力度低，底漆易出现黄化、开裂的现象。此外，背板由于位于背面，其接触的光线强度相对较弱，进而会影响到光催化剂的活性。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本申请的第一目的是提供一种羟基化介孔碳净化材料的制备方法，其包括以下步骤：
[0005]将二氧化钛和钙铁矿型复合氧化物进行氮掺杂和氟掺杂，并将稀土磷酸盐材料进行氟掺杂，获得产物A；
[0006]将介孔碳进行羟基化反应，制得产物B；
[0007]将所述产物A和所述产物B在惰性气体保护下进行煅烧，制得所述羟基化介孔碳净化材料。
[0008]在本申请的一些实施例中，先将所述二氧化钛和所述钙铁矿型复合氧化物进行所述氮掺杂后再进行所述氟掺杂。
[0009]在本申请的一些实施例中，将二氧化钛和钙铁矿型复合氧化物进行氮掺杂和氟掺杂，并将稀土磷酸盐材料进行氟掺杂，获得产物A包括：
[0010]将所述二氧化钛与所述钙铁矿型复合氧化物混合均匀后与氮源反应，对获得的沉淀进行灼烧，制得产物C；
[0011]将所述产物C、所述稀土磷酸盐材料与氟源反应，对所得混合物进行煅烧，制得所
述产物A。
[0012]在本申请的一些实施例中，将介孔碳进行羟基化反应，制得产物B包括：
[0013]将所述介孔碳置于双氧水和硫酸的混合溶液中超声、水浴处理，洗净后烘干制得所述产物B。
[0014]在本申请的一些实施例中，所述氮掺杂的氮源包括尿素水溶液、三聚氰胺和二氰二胺中的一种或多种；
[0015]所述氟掺杂的氟源包括氟化铵；
[0016]所述钙铁矿型复合氧化物是GdFeO3、Sr2FeMoO6、LaBO3、LaCoO3中的一种或多种；
[0017]所述稀土磷酸盐材料是SrCa2(PO4)2:Eu
2+
、Ca4La6(SiO4)(PO4)2O2、H3Sr6(PO4)5·
2H2O中的一种或多种；
[0018]所述介孔碳的比表面积为1200m2/g～1700m2/g，平均孔径为2mm～6mm，孔容>2ml/g。
[0019]在本申请的一些实施例中，所述产物A和所述产物B的质量比为(1～12):(2～20)，所述产物A和所述产物B煅烧的温度为700℃～1100℃，时间为30min～80min。
[0020]本申请的第二目的是提供一种羟基化介孔碳净化材料，其包括作为外壳的羟基化介孔碳和包裹在所述羟基化介孔碳内的净化因子；
[0021]所述净化因子包括氮、氟掺杂的TiO2，氮、氟掺杂的钙铁矿型复合氧化物及氟化稀土磷酸盐材料。
[0022]本申请的第三目的是提供一种空气净化涂料，其包括上述羟基化介孔碳净化材料。
[0023]在本申请的一些实施例中，上述空气净化涂料还包括分散剂、表面活性剂、3
‑
(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷和溶剂；
[0024]其中，所述溶剂是丙烯酸乳液、异丙醇、乙醇的一种或多种；
[0025]所述羟基化介孔碳净化材料、分散剂、表面活性剂、3
‑
(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、溶剂的质量比为(30～50):(2
‑
8):(1～5):(1～10):(40～80)。
[0026]本申请的第四目的是提供一种背板，其包括镀漆合金并涂覆有上述空气净化涂料；
[0027]其中，所述镀漆合金的表层为有机涂层，所述有机涂层中含有羟基、羧基、双键中的一个或多个基团。
[0028]本申请的制备方法工艺简单、易于控制、重复性好、绿色环保，易于工业化生产。
[0029]本申请采用了羟基化介孔碳作为净化因子的外壳，该外壳结构可与粘结剂牢固结合，且可使光催化剂避免直接与背板及粘结剂接触，且羟基化的介孔碳可高效地将污染物吸附到净化因子的表面从而加快污染物的降解。其中，氮、氟掺杂的二氧化钛及钙铁矿型复合氧化物作为净化因子中的主要成分，使得净化因子可完全利用光能(太阳光或人工照明)即可实现对室内空气的高效净化。稀土磷酸盐储光材料中引入氟元素，使其在黑暗环境下释放的光线更充足，从而保证了该涂层在无光的夜晚和暗处亦可将空气中的污染物降解。
[0030]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0031]图1为本申请一实施例提供的羟基化介孔碳净化材料的制备工艺流程示意图。
具体实施方式
[0032]以下结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本专利技术的方案以及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本专利技术的限制。
[0033]特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本专利技术。本专利技术的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本
技术实现思路
、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本专利技术技术。
[0034]图1示出了本申请一实施例提供的羟基化介孔碳净化材料的制备方法。如图1所示，该方法包括以下步骤：
[0035]S1：将二氧化钛和钙铁矿型复合氧化物进行氮掺杂和氟掺杂，并将稀土磷酸盐材料进行氟掺杂，获得产物A。
[0036]可选地，先将二氧化钛和钙铁本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种羟基化介孔碳净化材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将二氧化钛和钙铁矿型复合氧化物进行氮掺杂和氟掺杂，并将稀土磷酸盐材料进行氟掺杂，获得产物A；将介孔碳进行羟基化反应，制得产物B；将所述产物A和所述产物B在惰性气体保护下进行煅烧，制得所述羟基化介孔碳净化材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，先将所述二氧化钛和所述钙铁矿型复合氧化物进行所述氮掺杂后再进行所述氟掺杂。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，将二氧化钛和钙铁矿型复合氧化物进行氮掺杂和氟掺杂，并将稀土磷酸盐材料进行氟掺杂，获得产物A包括：将所述二氧化钛与所述钙铁矿型复合氧化物混合均匀后与氮源反应，对获得的沉淀进行灼烧，制得产物C；将所述产物C、所述稀土磷酸盐材料与氟源反应，对所得混合物进行煅烧，制得所述产物A。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将介孔碳进行羟基化反应，制得产物B包括：将所述介孔碳置于双氧水和硫酸的混合溶液中超声、水浴处理，洗净后烘干制得所述产物B。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氮掺杂的氮源包括尿素水溶液、三聚氰胺和二氰二胺中的一种或多种；所述氟掺杂的氟源包括氟化铵；所述钙铁矿型复合氧化物是GdFeO3、Sr2FeMoO6、LaBO3、LaCoO3中的一种或多种；所述稀土磷酸盐材料是SrCa2(PO4)2:Eu
2+
、Ca4La6(SiO4)(PO4)2O2、H3Sr6(...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭春燕，任娜娜，莫业鹏，
申请(专利权)人：新线科技有限公司，
类型：发明
国别省市：