【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于空气净化材料，具体涉及一种基于铜钨钛复合氧化物的空气净化材料及其制备方法。
技术介绍
1、随着城市化进程及人们工作方式的变革，人们对室内可挥发性有机污染物引发的生命安全健康问题越来越重视。以甲醛、甲苯为代表的一系列vocs是室内常见的空气污染物，会引发白血病、癌症等一系列疾病问题。目前市场商用空气净化机/消毒机产品类型众多，产品质量参差不齐，效果无法保证。常见的空气净化技术有：吸附技术、负(正)离子技术、催化技术、光触媒技术、超结构光矿化技术、hepa高效过滤技术、静电集尘技术等；净化材料主要有：光触媒、活性炭、合成纤维、hepa高效材料、负离子发生器等。现有的空气净化器多为复合型，即同时采用了多种净化技术和材料介质。然而，存在较严重的问题就是市场上能够高效、便捷对室内空气病菌进行消杀、对vocs进行净化的产品大多未达到技术要求，低端产品滥竽充数、很多商家为了炒作大肆宣传产品的“高科技”，但实际效果难以达到要求，反而成了污染源。
2、在众多杀菌消毒、空气净化技术中，光催化(光触媒)技术是一种较广泛使用的杀菌消毒、空气净化技术，具有广阔的发展应用前景。光催化产生的电子空穴与水、氧气等物质反应生成·oh、1o2、·o2-、h2o2等活性自由基，这些活性自由基与细菌作用，破坏细菌的细胞结构，影响细菌生长代谢，进而达到杀菌的目的。此外，甲醛、甲苯等vocs通过光催化过程会分解成水和二氧化碳，达到理想净化的目的。然而，在实际催化反应进行过程中，不可避免的会产生一些副产物(如焦炭)，吸附在空气净化材料表面造成空气净
3、目前市场上使用较多的光触媒关键材料多为二氧化钛及其改性产品，然而如何提高其弱光或白光(可见光)辐射光催化体系效率、如何抑制空气净化材料失活、如何控制产生毒副作用中间产物浓度、如何减少臭氧污染等是光催化空气净化领域面临的关键问题，亟需进一步解决，从而提高此技术实际应用价值。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术提供了一种基于铜钨钛复合氧化物的空气净化材料及其制备方法，该空气净化材料在紫外或可见光照射下，可光催化降解室内挥发性有机物转化成无害的co2，从而实现室内空气净化。
2、本专利技术的一个目的在于，提供一种基于铜钨钛复合氧化物的空气净化材料，所述空气净化材料中包括钛纳米管、wo3和cu；
3、其中，以所述钛纳米管为载体，所述wo3和部分所述cu负载于所述钛纳米管上，余下部分所述cu附着在所述wo3上。
4、进一步地，所述钛纳米管的管径为10-100nm。
5、进一步地，所述wo3在钛纳米管上的负载量为钛纳米管的0.02-5wt％。
6、进一步地，所述cu在钛纳米管上的负载量为钛纳米管的0.5-2.5wt％。
7、进一步地，所述cu在wo3上的负载量为wo3的0.01-1wt％。
8、本专利技术还提供了一种基于铜钨钛复合氧化物的空气净化材料的制备方法，包括如下步骤：
9、s1、对ti片进行阳极氧化处理，得到钛纳米管；
10、s2、在惰性气体的保护下，对所述钛纳米管进行热退火处理，得到中间产物；
11、s3、将所述中间产物浸泡在仲钨酸铵溶液中，干燥、煅烧，得到wo3/tnt；
12、s4、将所述wo3/tnt浸泡在铜盐溶液中，干燥，再加入nabh4溶液，浸泡，干燥，得到所述光催化材料。
13、本专利技术中的基于铜钨钛复合氧化物的空气净化材料具有独特的优势：合成工艺简单，适合大批量生产；在处理环境污染物的同时能避免失活，保持材料的长期稳定利用，实现了室内空气环境净化，工艺简单，适于广泛推广和使用。
14、具体地，与二氧化钛或其它改性二氧化钛材料的粉末、薄膜相比，本专利技术所述二氧化钛纳米管材料成本低廉、制备方法简单、比表面积大、空气流通性能好、催化活性位点丰富、不易失活、具有紫外光和可见光催化活性、实际应用方式灵活。
15、进一步地，步骤s1中，所述阳极氧化处理中，将ti片作为阳极，将pt板或石墨作为阴极。
16、进一步地，所述阳极氧化处理中，外接电压为20-40v。
17、进一步地，步骤s1中，所述阳极氧化处理的时间为60-100min。
18、进一步地，步骤s2中，所述热退火处理的温度为350-650℃，时间为2-4h。
19、进一步地，步骤s3中，所述煅烧的温度为400-550℃，时间为2-4h。
20、本专利技术还提供了所述基于铜钨钛复合氧化物的空气净化材料在降解甲苯中的应用。
21、本专利技术具有以下有益效果：
22、1、本专利技术通过在钛纳米管上负载cu金属和wo3半导体材料，可以提高空气净化材料在紫外光条件下的光催化降解室内挥发性有机物的效率，这是由于钛纳米管结构空气净化材料可提供充分的反应位点，此外管状空气净化材料内部有足够的o2流通，可解决空气净化材料因反应中间产物覆盖而导致空气净化材料失活的问题。
23、2、本专利技术通过负载wo3提升空气净化材料在可见光下催化性能，金属铜纳米颗粒表面的等离子体效应使得空气净化材料在可见光照射下也有较好地有机物降解效果；由于cu沉积在wo3后，载流子可以从空穴转移到cu金属位点，可以进一步增强电荷载流子分离，使得材料空气净化效果得到显著增强。金属cu的负载可以增强tnt的电荷载流子分离效率，同时，由于cu存在lspr效应，可以提高钛纳米管的光催化效率。wo3的负载可以与钛纳米管构成异质结可以进一步抑制光生载流子复合，提升光吸收性能、载流子迁移性能以及表面反应性能。
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1.一种基于铜钨钛复合氧化物的空气净化材料，其特征在于，所述空气净化材料中包括钛纳米管、WO3和Cu；
2.根据权利要求1所述基于铜钨钛复合氧化物的空气净化材料，其特征在于，所述钛纳米管的管径为10-100nm。
3.根据权利要求1所述基于铜钨钛复合氧化物的空气净化材料，其特征在于，所述WO3在所述钛纳米管上的负载量为钛纳米管的0.02-5wt％。
4.根据权利要求1所述基于铜钨钛复合氧化物的空气净化材料，其特征在于，所述Cu在所述钛纳米管上的负载量为钛纳米管的0.5-2.5wt％。
5.根据权利要求1所述基于铜钨钛复合氧化物的空气净化材料，其特征在于，所述Cu在WO3上的负载量为WO3的0.01-1wt％。
6.权利要求1-5任一项所述基于铜钨钛复合氧化物的空气净化材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
7.根据权利要求6所述基于铜钨钛复合氧化物的空气净化材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述阳极氧化处理中，将Ti片作为阳极，将Pt板或石墨作为阴极。
8.根据权利要求6所述基于铜钨钛复
9.根据权利要求6所述基于铜钨钛复合氧化物的空气净化材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述热退火处理的温度为350-650℃，时间为2-4h。
10.权利要求1-5任意一项所述的基于铜钨钛复合氧化物的空气净化材料在降解甲苯中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种基于铜钨钛复合氧化物的空气净化材料，其特征在于，所述空气净化材料中包括钛纳米管、wo3和cu；
2.根据权利要求1所述基于铜钨钛复合氧化物的空气净化材料，其特征在于，所述钛纳米管的管径为10-100nm。
3.根据权利要求1所述基于铜钨钛复合氧化物的空气净化材料，其特征在于，所述wo3在所述钛纳米管上的负载量为钛纳米管的0.02-5wt％。
4.根据权利要求1所述基于铜钨钛复合氧化物的空气净化材料，其特征在于，所述cu在所述钛纳米管上的负载量为钛纳米管的0.5-2.5wt％。
5.根据权利要求1所述基于铜钨钛复合氧化物的空气净化材料，其特征在于，所述cu在wo3上的负载量为wo3的0.01-1wt％。
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【专利技术属性】
技术研发人员：张冠，凌后荣，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院，
类型：发明
国别省市：
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