一種可見光應答式納米重組光觸媒材料及制備方法技術

本發明專利技術公開了一種可見光應答式納米重組光觸媒材料及制備方法。方法步驟如下：S1:在疏水性有機溶劑中加入酒精，攪拌,同時加入含水二氧化鈦粒子和醇鹽金屬；S2:對有機溶劑中的重組生成物、未反應的二氧化鈦粒子和未反應的醇鹽金屬及有機溶劑進行離心分離；S3:重組后的微粒子經有機溶劑洗凈離心分離后，將光觸媒微粒子放入表面張力較小的溶劑中使其分散，干燥；S4:再次進行高溫真空干燥；S5:將干燥后的光觸媒微粒子放入普通干燥箱內，加照紫外線光，使粒子表面的有機物分解后燒制處理；S6:最后得到以無活性化物質表面覆蓋的，多孔質的納米重組二氧化鈦微粒子。本發明專利技術的納米重組微粒子可應用于紡織纖維、塑料制品。

A visible light responsive nano recombination photocatalyst material and its preparation method

【技術實現步驟摘要】
一種可見光應答式納米重組光觸媒材料及制備方法
本專利技術涉及材料領域，更具體的說是涉及一種可見光應答式納米重組光觸媒材料及制備方法。
技術介紹
目前，環境污染對人類的危害已成為日益嚴重的社會問題，如由工業排放、汽車尾氣等原因導致的霧霾(PM2.5)，由室內裝修導致的揮發性有機化合物(如甲醛、VOC)超標、紡織品加工后的致癌物質超標、醫院內的交叉感染、傳染病的爆發(如變異型流感、埃博拉病毒)等。隨著人們環保意識的提高，人們迫切需要一種安全的生活空間，也迫切的需要一種不使用化學藥品的、安全的環境凈化產品。TiO2光觸媒在光的照射下，產生還原能力很強的電子和氧化能力極強的正電荷，可使有機物分子被分解，利用光催化技術，可分解溶解于水中的有機溶劑、農藥、界面活性物質等環境污染物質和有效分解空氣中的有害物質和各種惡臭源，同時可起到抗菌、抗病毒的作用。光催化技術利用光可反復循環使用，是一種備受矚目的環境凈化技術。傳統的光觸媒必須在390nm波長以下的紫外線激發下才可產生光催化活性，為此其使用領域受到極大的限制。如室內紫外線光照強度較少，因此在室內環境污染治理方面幾乎沒有太大的效果。此外因光觸媒分解有機物的特點，使其在紡織纖維、塑料等制品上的使用受到極大限制，如光觸媒分解有害物質的同時又分解了底材，導致底材被分解后光觸媒脫落。因此，提供一種可見光應答式納米重組光觸媒材料是本領域技術人員亟需解決的問題。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術提供了一種可見光應答式納米重組光觸媒材料的制備方法。為了實現上述目的，本專利技術采用如下技術方案：一種可見光應答式納米重組光觸媒材料的制備方法，具體步驟如下：S1:在疏水性有機溶劑中加入酒精，使用超聲波攪拌機進行激烈攪拌,同時，加入含水二氧化鈦粒子和醇鹽金屬，使二氧化鈦表面產生水分解反應；隨著水分的消耗，金屬氧化物附著于二氧化鈦粒子表面；所述酒精和疏水性有機溶劑的對比添加量一般為5～10mol％；S2:對有機溶劑中的重組生成物、未反應的二氧化鈦粒子和未反應的醇鹽金屬及有機溶劑進行離心分離；S3:重組后的微粒子經有機溶劑洗凈離心分離后，將光觸媒微粒子放入表面張力較小的溶劑中使其分散，放入真空干燥器中干燥4～8h；S4:在45～65℃低溫狀態下，溶劑漸漸揮發后，再此進行高溫真空干燥，干燥時間為4～8h，干燥溫度為100～200℃；S5:將干燥后的光觸媒微粒子放入350～400℃的普通干燥箱內，加照365nm以上波長的紫外線光，使粒子表面的有機物分解后，再進行燒制處理；S6:最后得到以無活性化物質表面覆蓋的，多孔質的納米重組二氧化鈦微粒子。通過采用上述技術方案，本專利技術的有益效果如下：使用水蒸氣使納米二氧化鈦粒子表面吸附水分子，通過水溫﹑水蒸汽壓﹑和水分子吸附時間控制二氧化鈦表面的給水量。二氧化鈦表面的給水量決定了其表面修飾用耐高溫無活性化納米粒子的附著量，實際生產中可根據二氧化鈦表面修飾用耐高溫無活性化納米粒子附著量對給水量進行控制。二氧化鈦表面的給水量為1m2(二氧化鈦表面積)0.1～30mg，過多給水會導致二氧化鈦表面修飾用耐高溫無活性化納米粒子附著量過多，失去光觸媒的活性。使用二氧化鈦的結晶形態可是銳鈦礦型﹑金紅石型、板鈦礦型、非結晶型和混合型，其中以銳鈦礦型為最好。二氧化鈦微粒子粒徑10—25nm，經1000---1500℃煅燒而成。進一步的，所述S1中的疏水性有機溶劑為碳氫化合物，包括但不限于苯﹑甲苯﹑二甲苯。進一步的，所述S1中的酒精包括但不限于甲醇﹑乙醇﹑異丙醇﹑n---丙醇﹑n---丁醇中。進一步的，所述S1中的醇鹽金屬為耐高溫無活性化醇鹽金屬納米粒子原材料，所述醇鹽金屬納米粒子原材料經過高溫燒制的鋁﹑硅﹑鋯﹑鎂﹑鈣、磷灰石金屬氧化物。進一步的，所述S1中的醇鹽金屬根據反應性可分為高反應性醇鹽金屬和低反應性醇鹽金屬。進一步的，所述醇鹽金屬為高反應性醇鹽金屬，其使用量為二氧化鈦的0.1～10％；所述醇鹽金屬為低反應性醇鹽金屬，其使用量為二氧化鈦的5～20％。選擇不同種類的醇鹽金屬對反應時間有進一步的影響，采用低反應性醇鹽金屬，反應時間為幾小時到幾十小時，采用高反應性醇鹽金屬，反應時間為數分鐘至數小時。進一步的，使用低反應性醇鹽金屬時，可加入胺類助劑參與反應，胺類物質包括但不限于異丙胺﹑乙基胺，使用量為0.005～0.05mol/L。本專利技術可以在紡織纖維、塑料制品方面進一步應用。一種復合式塑料膜，包括塑料膜本體，所述塑料膜本體包括可見光應答式納米重組光觸媒表面修飾層和聚乙烯層。經由上述的技術方案可知，與現有技術相比，本專利技術公開提供了一種可見光應答式納米重組光觸媒材料的制備方法。本專利技術的納米重組微粒子，可應用于紡織纖維、塑料制品上，由于二氧化鈦表面由無機納米粒子進行了修飾，接觸纖維和塑料的是光觸媒微粒子的表面修飾層，因此解決了納米二氧化鈦分解底材的難點。納米二氧化鈦經表面修飾后呈多空質狀態，具有很強的吸附性，因此本專利技術的光觸媒微粒子具有無光吸附、見光分解的特點。本專利技術光觸媒微粒子在日光燈、LED燈的光照下就可完全發揮光觸媒的活性，解決了光觸媒只有在紫外線激發下才能產生活性的難點。納米重組后的二氧化鈦微粒子因其表面有無活性化的微粒子附著，生產出的光觸媒其應用領域擴大，解決了光觸媒分解底材的難題，除光觸媒的分解性不受影響之外，并有很強的吸附性，可在可見光(550nm波長以下)條件下發揮功效。此外，表面重組粒子使用白金﹑銠﹑鈀﹑銀等金屬時，觸媒效果更加提高。本專利技術還可廣泛應用于聚乙烯﹑尼龍﹑聚氯乙烯樹脂﹑聚酯﹑聚丙烯﹑氧化聚乙烯﹑硅膠﹑聚乙烯醇﹑乙烯縮醛樹脂﹑ABS樹脂﹑環氧樹脂﹑醋酸乙烯樹脂﹑植物纖維﹑尿素樹脂﹑氟素樹脂等各種纖維及塑膠，并可混合使用。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。圖1附圖為本專利技術提供的結構示意圖。具體實施方式下面將結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。實施例1本實施例提供了一種可見光應答式納米重組光觸媒材料的制備方法，具體步驟如下:在石油醚120ml中加入乙醇硅24ml﹑異丙胺0.01mol/L和異丙醇10vol％混合溶解后，再加入單位表面積吸水量2mg﹑粒徑20nm﹑比表面積65㎡/g的銳鈦礦型二氧化鈦3g，使用超聲波分散后使用攪拌罐進本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種可見光應答式納米重組光觸媒材料的制備方法，其特征在于，具體步驟如下：/nS1:在疏水性有機溶劑中加入酒精，使用超聲波攪拌機進行激烈攪拌,同時，加入含水二氧化鈦粒子和醇鹽金屬，使二氧化鈦表面產生水分解反應；隨著水分的消耗，金屬氧化物附著于二氧化鈦粒子表面；/n所述酒精和疏水性有機溶劑的對比添加量一般為5～10mol％；/nS2:對有機溶劑中的重組生成物、未反應的二氧化鈦粒子和未反應的醇鹽金屬及有機溶劑進行離心分離；/nS3:重組后的微粒子經有機溶劑洗凈離心分離后，將光觸媒微粒子放入表面張力較小的溶劑中使其分散，放入真空干燥器中干燥4～8h；/nS4:在45～65℃低溫狀態下，溶劑漸漸揮發后，再此進行高溫真空干燥，干燥時間為4～8h，干燥溫度為100～200℃；/nS5:將干燥后的光觸媒微粒子放入350～400℃的普通干燥箱內，加照365nm以上波長的紫外線光，使粒子表面的有機物分解后，再進行燒制處理；/nS6:最后得到以無活性化物質表面覆蓋的，多孔質的納米重組二氧化鈦微粒子。/n

【技術特征摘要】
1.一種可見光應答式納米重組光觸媒材料的制備方法，其特征在于，具體步驟如下：
S1:在疏水性有機溶劑中加入酒精，使用超聲波攪拌機進行激烈攪拌,同時，加入含水二氧化鈦粒子和醇鹽金屬，使二氧化鈦表面產生水分解反應；隨著水分的消耗，金屬氧化物附著于二氧化鈦粒子表面；
所述酒精和疏水性有機溶劑的對比添加量一般為5～10mol％；
S2:對有機溶劑中的重組生成物、未反應的二氧化鈦粒子和未反應的醇鹽金屬及有機溶劑進行離心分離；
S3:重組后的微粒子經有機溶劑洗凈離心分離后，將光觸媒微粒子放入表面張力較小的溶劑中使其分散，放入真空干燥器中干燥4～8h；
S4:在45～65℃低溫狀態下，溶劑漸漸揮發后，再此進行高溫真空干燥，干燥時間為4～8h，干燥溫度為100～200℃；
S5:將干燥后的光觸媒微粒子放入350～400℃的普通干燥箱內，加照365nm以上波長的紫外線光，使粒子表面的有機物分解后，再進行燒制處理；
S6:最后得到以無活性化物質表面覆蓋的，多孔質的納米重組二氧化鈦微粒子。


2.根據權利要求1所述的一種可見光應答式納米重組光觸媒材料的制備方法，其特征在于，所述S1中的疏水性有機溶劑為碳氫化合物，包括但不限于苯﹑甲苯﹑二甲苯。


3.根據權利要求1所述的一種可見光應答式納米重組光觸媒材料的制備方法，其特征在于，所述S1中的酒精包括但不限于甲醇﹑乙醇﹑異丙醇﹑n---丙醇﹑n---丁醇中。


4.根據權利要求1所述的一種可見光應答式納米重組光觸媒材料的制備方法，其特征在于，所述S1中的醇鹽金屬為耐高...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李文秀，努民，
申請(專利權)人：北京建元天地環保科技有限公司，
類型：發明
國別省市：北京;11