[发明专利]一种光触媒喷液及制备的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种祛除室内有害有机物的制剂及其制备方法，特别涉及一种能够明显提高光生电子与空穴的分离和有效拓展光响应范围的光触媒喷液及其制备方法。

背景技术

随着社会发展和人们生活水平的提高，室内空气污染日益严重，影响到人们的日常生活与健康，室内空气污染越来越受到人们的关注，而利用半导体材料的光催化性去除环境中各种污染物的研究已引起世界的广泛关注。

二氧化钛是一种宽禁带半导体，性质稳定、无毒、具有高效的光催化活性。自从1972年Fujishima等人发现受辐射的TiO₂表面能发生水的持续氧化还原反应以来，以TiO₂为代表的光催化材料已得到广泛的研究。TiO₂半导体光催化氧化技术也因其具有效率高、能耗低、操作简便、反应条件温和、适用范围广、可减少二次污染等突出优点而成为科研工作者的研究热点。

作为一种好的光催化材料，TiO₂尚存在一些缺陷，主要表现在：①TiO₂(锐钛矿)的禁带宽度为3.2eV，带隙较宽，仅能吸收紫外光，要在紫外光的激发下才能显示出催化活性，对可见光范围没有响应，而太阳光中可见光能量占43％；②光生载流子的复合率高，光催化效率较低。

这些缺陷限制了TiO₂光催化剂的应用前景，成为严重制约光催化氧化技术实用化的一个瓶颈。因此，扩大激发波长范围，抑制光生载流子的复合，提高TiO₂可见光催化活性是应用中面临的主要难题。通过改性使得TiO₂响应长波长的可见光部分，且减小光生载流子的复合概率，从而高效地利用自然能源太阳能来解决环境能源问题成为TiO₂光催化领域的一大研究热点。

发明内容

本发明的目的在于针对上述存在的技术问题，提供一种对室内有害污染物质发挥长效的祛除、养护和控制作用并最终使室内环境污染达到国家相关机构认可的宜居、健康标准的新型光触媒及其制备方法，其具有晶化程度高、光谱响应范围宽、比表面积大、粒径小、可见光光催化活性高等优点。

本发明的光触媒喷液原料配比(重量百分比)组成：

纳米TiO₂光触媒：0.5-4％；抗菌剂：0.1-1％；植物精华液：30-40％；螯合剂：1-2％；水：53-69.4％。

特别优选为如下重量百分比：

纳米TiO₂光触媒：1-2％；抗菌剂：0.5-1％；植物精华液：30-35％；螯合剂：1-2％；水60-67.5％。

特别是螯合剂为ATMP、EDTMPA等中的一种或多种。

本发明的所使用的二氧化钛光触媒的调制方法，包括以下步骤：

(1)在纯纳米二氧化钛中加入N源和Ce源，然后加入适量的水，以800～1000r/min的速度搅拌30min，静置2h以上，然后将其烘干。

(2)在(1)中的N源是氨水，以2mol/L的HNO₃溶解所需量硝酸亚铈(Ce(NO₃)₃·6H₂O)作为Ce源，Ce盐溶解过程中添加适量柠檬酸以利于金属离子的网格化。

(3)将烘干的粉体在500℃的马弗炉中焙烧1h，炉内冷却至室温。

(4)将焙烧后的粉体经研磨或者气流粉碎，得到改性后的掺杂纳米TiO₂。

本发明产品的优点是：

1、本发明采用的光触媒是改性的纳米TiO₂，掺杂适量Ce和N组分的纳米TiO₂具有晶化程度高、光谱响应范围宽、比表面积大、粒径小、可见光光催化活性高等优点。

2、本发明产品是水剂型，使用方便，可以直接喷洒于空气中或涂刷于各种人造板材表面和家具的内壁及背面。

3、本发明产品能够发挥长效的祛除、养护和控制作用，最终使室内环境污染达到国家相关机构认可的宜居、健康标准。

4、本发明产品价格低廉，生产设备及生产工艺非常简单，因此，生产成本较低。

5、本发明产品安全环保，所用原料均无毒无害，且不产生二次污染。

具体实施方式

本发明是关于一种二氧化钛光触摸喷液及其制备方法，其中主要配料二氧化钛光触媒是掺杂非金属元素N和稀土元素Ce的锐钛矿型二氧化钛材料，并可吸收可见光源而进行光催化反应，据以发挥其祛除甲醛、氨、苯等有害污染物等室内有毒有害气体等功能。