一種可視光應答型復合光觸媒的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及光觸媒領域，具體是一種可視光應答型復合光觸媒。
【背景技術】
[0002]進入21世紀，隨著國內經濟的迅速騰飛，石油、煤炭等化學原材料的大量消耗，空氣污染已經對國人的健康和生存構成重大威脅，是當下中國面臨的最重要的社會問題之一。當前和今后相當長的時期內光觸媒將是治理空氣污染的最主要手段，但由于歷史、經濟及觀念等原因，與發達國家相比，我國在光觸媒領域的技術研究，特別是開發成膜優異、對基材無損傷、可視暗光響應型等新型光觸媒方面比較落后，導致光觸媒產業技術低端，光觸媒長期依賴于仿制和進口，每年進口光觸媒產品達10億美元。在中國加入WTO以后，一方面，由于知識產權保護的限制，光觸媒產品的仿制不可能再成為我國光觸媒行業的中長期目標；另一方面，由于成員國之間的低關稅，國外光觸媒產品將會更多地進入中國市場，這不僅嚴重影響到我國空氣治理安全問題，同時也將威脅我國光觸媒產業的生存和發展，進而影響我國光觸媒產業對國民經濟的貢獻度。因而，建立和發展我國自主創新的光觸媒產業新技術以成為當務之急，缺乏優異成膜性能、有效保護層、高效暗光響應是當前光觸媒技術的瓶頸。同時，對多層次結構的不合理設計是光觸媒催化反應效率低的主要原因。因此，合理設計開發多層次光觸媒技術是當前光觸媒領域急需解決的重大技術問題。
[0003]當前比較成熟的光觸媒產品為德國產Degussa P25，遠遠不能滿足光觸媒市場的需求。其主要原因為該產品無法做到在水中的有效分散、可視光下催化效率低。由此看來開發高效分散、可視光響應型復合光觸媒不僅是必須的，而且有很大的技術衍生品開發空間。充分利用自然環境中存在的光資源和高效功能光吸收技術，從現有的多孔吸附介質材料為擔負保護層并分析其組合效率，為開發初期組合光觸媒產品是完全可能的。無機膠黏劑硅溶膠、氫氧化鈦等的相繼發現為光觸媒的高效成膜提供了歷史性的發展機遇，同時也促使了光觸媒產品在不同基材領域的應用。如何開發初期光觸媒產品和無機膠黏劑的最優組合已經成為當前光觸媒領域最具挑戰意義的技術難題，尋找二者之間的契合點將對整個光觸媒領域產生革命性的影響。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供一種可視光應答型復合光觸媒，以解決上述【背景技術】中提出的問題。
[0005]為實現上述目的，本發明提供如下技術方案:
一種可視光應答型復合光觸媒，由光觸媒層、無機保護層和連接層復合而成，所述光觸媒層通過改性二氧化鈦光觸媒摻雜金屬離子制得，所述無機保護層為納米二氧化鈦材料；所述連接層為無機膠粘劑。
[0006]作為本發明進一步的方案:所述金屬離子為鐵、銅、銀或鉑金。
[0007]作為本發明再進一步的方案:所述無機膠粘劑采用納米二氧化娃材料。
[0008]—種可視光應答型復合光觸媒的生產工藝，具體步驟如下:
(1)將金屬粉末均勻混入納米二氧化鈦粉體中，再添加四氧化氯和水，經過400°C的高溫處理獲得納米二氧化鈦水溶液；
(2)將質量分數為I%的納米磷灰石水溶液加入納米二氧化鈦水溶液中，充分攪拌，混合均勻；
(3)加入占原料總量0.6%的納米二氧化硅，并通過超聲波進行分散均勻。
[0009]與現有技術相比，本發明的有益效果是:
1、本發明采用多層次的結構設計，第一層結構采用金屬離子摻雜改性光觸媒對可視光的響應；第二層結構采用多孔無機材料為無機保護層，改善了光觸媒在木材、油漆、纖維表面的適應力；第三層采用無機膠黏劑為連接層，充分改善了其在基材表面的成膜性能。
[0010]2、該光觸媒生產過程綠色環保、效率高，產品適應面廣闊，已成為提升光觸媒產品競爭力的關鍵技術，為企業創新發展提供了強有力的支持，促使國內光觸媒技術達到國際領先水平。
【具體實施方式】
[0011]下面將結合本發明實施例，對本發明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發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，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，都屬于本發明保護的范圍。
[0012]—種可視光應答型復合光觸媒，由光觸媒層、無機保護層和連接層復合而成。
[0013]光觸媒層通過改性二氧化鈦光觸媒摻雜金屬離子制得，金屬離子為鐵、銅、銀或鉑金。
[0014]無機保護層為納米二氧化鈦材料。
[0015]連接層為無機膠粘劑，無機膠粘劑采用納米二氧化娃材料。
[0016]該可視光應答型復合光觸媒的生產工藝，具體步驟如下:
(1)將金屬粉末均勻混入納米二氧化鈦粉體中，再添加四氧化氯和水，經過400°C的高溫處理獲得納米二氧化鈦水溶液；
(2)將質量分數為I%的納米磷灰石水溶液加入納米二氧化鈦水溶液中，充分攪拌，混合均勻；
(3)加入占原料總量0.6%的納米二氧化硅，并通過超聲波進行分散均勻。
[0017]本發明的工作原理是:
可視光復合光觸媒產品性能指標值主要參考標準JC/T1074-2008，其中，
I類凈化性能標準為:甲醛清除率在75%以上，甲苯清除率在30%以上；
I類凈化持續性標準為:甲醛清除率在60%以上，甲苯清除率在20%以上。
[0018]對于本領域技術人員而言，顯然本發明不限于上述示范性實施例的細節，而且在不背離本發明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發明的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本發明內。
【主權項】
1.一種可視光應答型復合光觸媒，其特征在于，由光觸媒層、無機保護層和連接層復合而成，所述光觸媒層通過改性二氧化鈦光觸媒摻雜金屬離子制得，所述無機保護層為納米二氧化鈦材料；所述連接層為無機膠粘劑。2.根據權利要求1所述的可視光應答型復合光觸媒，其特征在于，所述金屬離子為鐵、銅、銀或鉑金。3.根據權利要求1所述的可視光應答型復合光觸媒，其特征在于，所述無機膠粘劑采用納米二氧化娃材料。4.一種如權利要求1所述的可視光應答型復合光觸媒的生產工藝，其特征在于，具體步驟如下: (1)將金屬粉末均勻混入納米二氧化鈦粉體中，再添加四氧化氯和水，經過400°C的高溫處理獲得納米二氧化鈦水溶液； (2)將質量分數為I%的納米磷灰石水溶液加入納米二氧化鈦水溶液中，充分攪拌，混合均勻； (3)加入占原料總量0.6%的納米二氧化硅，并通過超聲波進行分散均勻。
【專利摘要】本發明公開了一種可視光應答型復合光觸媒，由光觸媒層、無機保護層和連接層復合而成，光觸媒層通過改性二氧化鈦光觸媒摻雜金屬離子，無機保護層為納米二氧化鈦，連接層為無機膠黏劑。本發明采用多層次的結構設計，改善光觸媒在木材、油漆、纖維表面的適應力以及在基材表面的成膜性能。生產過程綠色環保、效率高，產品適應面廣闊，已成為提升光觸媒產品競爭力的關鍵技術，為企業創新發展提供了強有力的支持，促使國內光觸媒技術達到國際領先水平。
【IPC分類】B01J23/42, B01J35/00, B01J23/745, B01J23/50, B01J23/72
【公開號】CN105126847
【申請號】CN201510518590
【發明人】袁大中, 祝大成
【申請人】北京藍思凱奇環保科技有限公司
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年8月24日