一种光催化复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种光催化复合材料及其制备方法和应用

【技术实现步骤摘要】
一种光催化复合材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于空气污染治理
，具体涉及一种光催化复合材料及其制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]人们大多数时间都在室内，容易暴露在各种各样的室内空气污染物中
。
室内污染物暴露与急性和慢性健康结果有关
。
未来的人口流动
、
气候变化
、
住宅结构的变化
、
新家具的使用等都会影响人类对室内空气污染物的暴露
。
相关调查显示，在工业化国家，人们平均每天在室内的时间超过
20h。
如果长时间暴露在空气污染物中，即使浓度很低，也可能会导致白血病等恶性疾病
。
然而，室内空气污染暴露对健康的影响往往被忽视
。
近年来，人们对室内污染物暴露也进行大量的研究
。
例如，有学者使用模型来评估室内环境中累积的污染物
。
模型的使用为研究室内化学物质暴露的常规评估以及比较人体摄入的甲醛
、
苯和挥发性有机碳等室内化学物质提供了方法框架
。
这些研究都证明了室内环境中存在的化学物质对人体健康影响的重要性
。
除了研究室内污染物与人体健康的关系外，人们还积极探索控制室内污染物的策略
。
例如吸附
、
催化燃烧和光催化技术
。
[0003]吸附法降解效果差，存在潜在的二次环境污染问题；催化燃烧法不适用于室内污染物的控制；而光催化技术是一种经济
、
环保
、
可再生的方法，已广泛应用于室内污染物的控制
。
然而，现有技术中缺乏基于光催化技术控制室内污染物的相关产品
。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的上述技术问题之一
。
为此，本专利技术提供了一种光催化复合材料，该材料实现了对尿素
100
％的控制，同时可以将甲醛控制在国家室内甲醛标准值以下，并且没有二次污染物产生
。
[0005]本专利技术还提供了一种制备光催化复合材料的方法
。
[0006]本专利技术还提供了一种光催化复合材料在室内空气污染治理中的应用
。
[0007]本专利技术还提供了一种窗帘
。
[0008]本专利技术的第一方面提供了一种光催化复合材料，包括载体和负载于所述载体上的异质结，所述异质结由苝酰亚胺
‑
尿素聚合物和间苯二酚
‑
甲醛树脂合成
。
[0009]本专利技术关于光催化复合材料的技术方案中的一个技术方案，至少具有以下有益效果：
[0010]本专利技术的光催化复合材料，能有效控制室内污染物
。
设计的模拟室内装置研究结果表明，在阳光照射下可以实现对尿素
100
％的控制，同时可以将甲醛控制在国家室内甲醛标准值以下，无二次污染物产生
。
[0011]本专利技术的光催化复合材料，为未来室内空气净化产品的开发提供了一种新的策略和发展方向
。
[0012]苝酰亚胺
‑
尿素聚合物缩写为
PDI
‑
Urea。
[0013]间苯二酚
‑
甲醛树脂缩写为
RF。
[0014]苝酰亚胺
‑
尿素聚合物和间苯二酚
‑
甲醛树脂形成的异质结缩写为
PDI
‑
Urea/RF。
[0015]根据本专利技术的一些实施方式，所述载体中含有纤维素和羟基基团
。
[0016]本专利技术通过在载体上负载
PDI
‑
Urea/RF
，一方面，改性后的载体中纤维素含有羟基官能团氧化成羰基，使其负载的
PDI
‑
Urea/RF
含量更多且更容易，并且与
PDI
‑
Urea/RF
上的羟基链接形成羧基，结构更加稳定；另一方面，利用负载在棉布上的
PDI
‑
Urea/RF
稳定促进水氧化性能，在自然光下产生过氧化氢
(H2O2)
，
H2O2容易分解为羟基自由基，空气中的污染物与羟基自由基反应产生水
、
二氧化碳等物质，且具有高的降解效率
。
[0017]“稳定促进水氧化性能”，是指将空气中的水蒸气在自然光照下进行氧化
(
发生在材料表面
)
，从而产生
H2O2，并且
H2O2在光照下易分解成羟基自由基可降解空气中的污染物
。
[0018]根据本专利技术的一些实施方式，所述载体包括改性棉布和改性无纺布中的至少一种
。
[0019]根据本专利技术的一些实施方式，改性棉布的制备方法为：
[0020](1)
将棉布经过碱性溶液浸泡；
[0021](2)
将浸泡后的棉布在烘箱中烘干即得改性棉布
。
[0022]根据本专利技术的一些实施方式，棉布选自纯棉制品
。
[0023]根据本专利技术的一些实施方式，棉布选自扎染纯棉布
。
由此，具有更高的负载能力
。
[0024]根据本专利技术的一些实施方式，改性无纺布的制备方法为：
[0025](1)
将无纺布经过碱性溶液浸泡；
[0026](2)
将浸泡后的无纺布在烘箱中烘干即得改性无纺布
。
[0027]将棉布或无纺布经过碱性溶液浸泡，以达到使棉布或无纺布的纤维素中的羟基官能团被氧化成羰基，与
PDI
‑
Urea/RF
中的羟基结合成羧基，可以使负载的
PDI
‑
Urea/RF
稳定
。
[0028]棉布或无纺布经过碱性溶液浸泡的时间为
6h
～
12h。
[0029]根据本专利技术的一些实施方式，碱性溶液包括氢氧化钠溶液
、
次氯酸钠溶液和氢氧化钾溶液中的至少一种
。
[0030]根据本专利技术的一些实施方式，所述异质结在光催化复合材料中的负载量为
0.5wt
％～
3.0wt
％
。
[0031]根据本专利技术的一些实施方式，所述异质结在光催化复合材料中的负载量为
0.8wt
％～
3.0wt
％
。
[0032]根据本专利技术的一些实施方式，所述异质结在光催化复合材料中的负载量为
1.0wt
％～
3.0wt
％
。
[0033]根据本专利技术的一些实施方式，所述异质结在光催化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种光催化复合材料，其特征在于，包括载体和负载于所述载体上的异质结，所述异质结由苝酰亚胺
‑
尿素聚合物和间苯二酚
‑
甲醛树脂合成
。2.
根据权利要求1所述的光催化复合材料，其特征在于，所述载体中含有纤维素和羟基基团
。3.
根据权利要求2所述的光催化复合材料，其特征在于，所述载体包括改性棉布和改性无纺布中的至少一种
。4.
根据权利要求1至3任一项所述的光催化复合材料，其特征在于，所述异质结在光催化复合材料的负载量为
0.5wt
％～
3.0wt
％
。5.
一种制备如权利要求1至4任一项所述的光催化复合材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：将所述苝酰亚胺
‑
尿素聚合物加入由间苯二酚
、
甲醛和氨水形成的前驱体溶液中，水热反...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈洪，黄昌柱，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：