光催化涂布颗粒用于分解空气污染物的用途制造技术

本发明专利技术涉及涂布有二氧化钛的氧化铁颗粒的用途，具体而言，涉及其光催化分解空气污染物的用途。本发明专利技术还涉及至少部分涂布有二氧化钛的氧化铁颗粒用于光催化分解与所述颗粒接触的选自氮氧化物（ＮＯｘ）和挥发性有机化合物（ＶＯＣ）的空气污染物的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及涂布有二氧化钛的氧化铁颗粒的用途，具体而言，涉及其光催化分解 空气污染物的用途。
技术介绍
近年来，空气、水和土壤的污染已成为热点问题，尤其是在城市地区。空气污染物 主要通过生产过程如工业活动或燃烧过程如加热、发电和机动车辆释放进环境中。这些污 染物会助长城市空气质量问题例如光化学烟雾，以及不利地影响人类健康和其它生物的健康。两大环境污染物质包括氮氧化物(NOx)和挥发性有机化合物(VOC)。特别地，这些 化合物是危险的，因为它们引发二次污染物质的形成。由于大多数对流层臭氧的形成是当 NOx和VOC在日光和一氧化碳的存在下在大气中反应时发生的，故NOx和VOC也称为臭氧前 体。此外，NOj^nVOC在日光的存在下的反应导致含尤其是硝酸过氧化乙酰(PAN)的光化学 烟雾，这是一种重要形式的空气污染，尤其是在夏季。儿童、肺病如哮喘患者和在户外工作 或锻炼的人易于受到光化学烟雾的不利影响，例如肺组织损伤和肺功能下降。已提出各种解决方案来降低环境中空气污染物质的浓度。WO 02/38272公开了一种光催化涂膜，所述涂膜对甲苯具有氧化性并适合用于室 内环境的除臭和被VOC污染的气流的净化。WO 2006/000565描述了一种对空气污染物如NOx具有光催化活性的建筑材料，其 中光催化活性来自于与水泥物理混合的TiO2纳米颗粒的存在。US 6136186描述了一种用于氧化来自气体或水的有机污染物的光催化反应器，其 中的光催化剂为形成在多孔表面上的最终掺杂有另一金属催化剂的TiO2或二元TiO2氧化 物的多孔层或表面。WO 2006/008434描述了一种具有VOC降解以及自清洁和抗微生物性质的二氧化钛涂层。EP1559753涉及一种含锐钛矿形式的TiO2的光催化硅酸钾漆。所述漆设计用于居 住和公共建筑中以赋予抗污染物的自清洁性质。仍需要具有提高的分解环境中污染物质如氮氧化物(NOx)和挥发性有机化合物 (VOC)的能力的材料。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种有效分解空气污染物的光催化活性材料。本专利技术涉 及提供和使用适宜的材料来光催化分解选自氮氧化物(NOx)和挥发性有机化合物(VOC)的 空气污染物。本专利技术的另一目的是在建筑材料中使用这种材料来分解选自NOj^n VOC的空 气污染物。本专利技术的又一目的是在漆中使用这种材料来分解选自NOj^nVOC的空气污染物。本专利技术的再一目的是提供和使用适宜的材料来减少光催化分解选自氮氧化物(NOx)和挥发性有机化合物(VOC)的空气污染物的过程中的光腐蚀。此外，本专利技术涉及使用至少部分涂布有二氧化钛的氧化铁颗粒以减少NO2生成的 方式光催化分解NO。此外，本专利技术涉及使用至少部分涂布有二氧化钛的氧化铁颗粒来光催化分解选自 氮氧化物(NOx)和挥发性有机化合物(VOC)的空气污染物。此外，本专利技术涉及使用至少部分涂布有二氧化钛的氧化铁颗粒来在UV和/或可见 光下光催化分解NO。此外，本专利技术涉及使用至少部分涂布有二氧化钛的氧化铁颗粒来在UV和/或可见 光下光催化分解V0C。本专利技术的这些及其它目的可通过权利要求所述的用途得到解决。优选的实施方案 得自从属权利要求的特征与独立权利要求的特征的组合。附图说明图1示出了适用于氮转化试验的实验装置(10)的示意图。样品(40)置于3. 61 的小室(50)内，自气缸(20)获得的试验气体以1.51/分钟的流量通过小室(50)。禾Ij用安 装在小室(50)上方的选定光源(30)通过玻璃盖(60)照射样品。使用气相色谱仪(70)连 续分析出口气体中NO的浓度。图2示出了实施例1的样品a的Ν0、Ν02、Ν0χ和O3转化与照射时间的关系，样品a 为含6%的光催化氧化铁和标准水泥的混凝土砌块。图3和图4分别示出了实施例3中所述4个样品在老化前、96小时后和192小时 后测得的NO和NO2的光催化转化。样品1为不含颜料的光催化水泥；样品2为含标准氧化 铁黄(为总水泥重量的3. Swt% )的光催化水泥；样品3为含量为总水泥重量的6. 8衬％的 光催化氧化铁1(含总颜料重量的45衬％的1102)的标准水泥；样品4为含量为总水泥重量 的6. 8wt%的光催化氧化铁2 (含总颜料重量的45wt%的TiO2)的标准水泥。 图5和图6分别示出T实施例2的样品2和样品3的NO、NO2,NOx和O3转化与UV 照射时间的关系。样品2为用光催化水泥和标准氧化铁制成的着色砌块，样品3为用光催 化颜料和标准水泥制成的着色砌块。图7示出了实施例3的三种不同样品的Fe(II)光溶解数据。曲线示出了如实施 例3中所述自暴露于NO和UV光下不同时长的混凝土样品获得的水提取物中的Fe (II)浓 度。样品a为含Ferroxide 48(3wt% )的水泥；样品b为含量为总水泥重量的5wt%的光 催化氧化铁(含总颜料重量的21衬％的TiO2)；样品c为含Ferroxide 48(3% )的光催化 水泥。图8和图9分别示出了实施例4的四种不同样品情况下VOC在UV光下的转化和 平均转化。图8示出了如实施例4中所述VOC在UV光下的转化。样品a为不含颜料的光 催化水泥；样品b为含标准氧化铁黄(为总水泥重量的3. Swt% )的光催化水泥；样品c为 含量为总水泥重量的6. 8wt%的光催化氧化铁黄A(含总颜料重量的45衬％的1102)的标准 水泥；样品d为含量为总水泥重量的6. Swt %的光催化氧化铁黄B (含总颜料重量的45wt % 的TiO2)的标准水泥。图9示出了如实施例4中所述苯、乙苯、甲苯和邻苯乙烯的混合物在 UV光下的总转化。样品a为不含颜料的光催化水泥；样品b为含标准氧化铁黄(为总水泥4重量的3.8wt%)的光催化水泥；样品c为含量为总水泥重量的6. 8wt%的光催化氧化铁黄 A(含总颜料重量的45衬％的TiO2)的标准水泥；样品d为含量为总水泥重量的6. Swt%的 光催化氧化铁黄B(含总颜料重量的45衬％的TiO2)的标准水泥。图10示出了如实施例6中所述用5%的光催化氧化铁(含总颜料重量的23wt% 的TiO2)着色的硅酸盐漆的NO、NO2, NOx和O3转化与照射时间的关系。具体实施例方式令人惊奇的是，已发现一种特定类型的光催化材料，涂布有二氧化钛的氧化铁颗 粒，尤其适于空气污染物特别是NOx和VOC的高效光催化分解。涂布有二氧化钛的氧化铁颗粒用于光催化分解NOx和/或VOC的用途是高度有利 的，因为其可为例如建筑材料的着色用、漆和涂料领域中或造纸工业中常规用于着色应用 的颜料提供光催化性质。此外已观察到，常规使用的仅基于二氧化钛的光催化剂的光催化活性随时间降 低。使用涂布有二氧化钛的铁颗粒时，光催化二氧化钛以及颜料在UV和可见光照射下更稳 定，从而使颜料和光催化剂的寿命更长。此外，使用涂布有二氧化钛的氧化铁颗粒作为降解 NOx和/或VOC的光催化剂时，可使用从UV到可见光的更宽照射光谱。认为这是由于氧化 铁与二氧化钛间的协同效应所致。此外，使用涂布有二氧化钛的氧化铁颗粒作为降解NOx和/或VOC的光催化剂时， NO的降解过程中经常发生的NO2生成显著减少。使用这些光催化材料时测得和观察到在 NOx的存在下UV和可见光照射过程中可能发生的臭氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
至少部分涂布有二氧化钛的氧化铁颗粒用于光催化分解与所述颗粒接触的选自氮氧化物（ＮＯ↓［ｘ］）和挥发性有机化合物（ＶＯＣ）的空气污染物的用途。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：克劳迪亚梅尼尼，马里诺塞尔吉，
申请(专利权)人：意大利乐科伍德公司，
类型：发明
国别省市：IT[]