[发明专利]一种改进的具有光催化效果的人工花卉的制备方法

说明书

技术领域

本发明属光催化(光触媒)领域，特别涉及利用纳米结构的二氧化钛(TiO₂)作为光触媒材料的一种人工花卉的制备。

背景技术

光触媒技术在很多领域有广泛的应用，如污水处理、室内空气的净化等。利用光触媒材料TiO₂、Ag等，可以有效分解有机分子以及甲醛等有害气体，在杀菌、净化空气等方面起着重要的作用。TiO₂是目前应用最广泛的光触媒材料。与其他材料相比，TiO₂具有较大的比表面积，光催化性能优异；并且可循环使用，使用寿命长。目前常用的TiO₂结构一般为直径几十个纳米的颗粒结构。这种结构的TiO₂在水中易于分散，可以通过喷涂或者浸渍在载体表面，如墙面、人工花卉上等，以起到净化空气的效果。其中，利用TiO₂纳米结构喷涂或浸渍的人工花卉具有美观、制备简单、成本低、摆放方便等优点，是光触媒应用的一大热点。

人工花卉表面由直径几十个微米的纤维交织构成，而目前市场上光催化效果最好的P25 TiO₂的颗粒直径只有25纳米，在喷涂或者浸泡时，只能以密实的纤维为载体，而大量的纤维之间的空隙中无法承载光触媒材料，从而单位面积的花卉可进行光催化的材料较少，限制了花卉的整体光催化效果。

TiO₂纳米带结构，是近年来发现的一种新的准一维结构，在水中也可以很好的分散，应用方便，其光催化效果也与P25相当。而TiO₂纳米带具有几百纳米的宽度及几十微米至几个毫米的长度，在本发明中，将其应用到人工花卉中，TiO₂纳米带易于在花卉的纤维结构上及空隙中填充，从而可提高单位面积的光催化效果。当采用Ag或者Fe等金属掺杂TiO₂纳米带制备复合材料时，可将光催化效果提高一倍；并且也可有效增加光触媒材料对可见光(或日光灯光线)的吸收。因而，利用这种复合材料制备在人工花卉上时，可使其净化效果进一步提高。

发明内容

本发明的目的是提出一种改进人工花卉光触媒效果的方法，该方法采用准一维结构的TiO₂纳米带结构代替目前所用的TiO₂纳米颗粒材料，包括如下步骤：

A.制备TiO₂纳米带：

a.将TiO₂纳米颗粒加入氢氧化钠(NaOH)水溶液中，磁力搅拌均匀，将所得混合溶液放入反应釜中，180-200℃下反应12-24小时，生成钛酸钠纳米带；b.将步骤a所得沉淀用去离子水洗涤、抽滤，至滤液为中性；c.将步骤b所得抽滤后产物浸泡于HCl溶液中，生成钛酸纳米带；d.将步骤c所得固体产物用去离子水洗涤、抽滤，至滤液为中性，再经干燥、550～650℃下煅烧1～3小时，获得TiO₂纳米带；

B.制备TiO₂纳米带复合材料：

配制AgNO₃或Fe(NO₃)₃与尿素的混合溶液，将TiO₂纳米带加入此混合溶液中，并在70～90℃下强力搅拌2h以上，取固体产物，用去离子水洗涤、抽滤，至滤液为中性，而后真空干燥，将干燥后产物在350～450℃下煅烧3～5h，便得到Ag或Fe掺杂的TiO₂纳米带复合材料；

C.光触媒溶液的制备：将步骤A所得TiO₂纳米带或步骤B所得TiO₂纳米带复合材料溶于酒精或者水中，搅拌均匀，得到悬浊液；

D.人工花卉的制备：通过浸泡或喷涂的方法将悬浊液制备在人工花卉上，从而得到载有TiO₂纳米带或TiO₂纳米带复合材料的人工花卉。

所述TiO₂纳米颗粒优选商业化的P25TiO₂纳米颗粒。

步骤A中所述在180-200℃下反应12-24小时，是为了保证反应产物为纳米带结构，并且其长度为几十微米、宽度为几百纳米。

步骤A中所述干燥的条件为50～70℃下干燥1～3小时。

步骤A所述煅烧的优选条件为600℃下煅烧2小时。

步骤B中所述真空干燥的条件为80～120℃下真空干燥1～3h。

步骤B中所述煅烧的优选条件为400℃下煅烧4小时。