[发明专利]一种安全高效甲醛光净化剂及其制备方法

说明书

本发明属于光催化材料技术领域，特别涉及一种中性的安全高效甲醛光净化剂及其制备方法。本发明制备方法包括以下步骤：S1.将氮化碳前驱体与功能基团分子置于水中加热溶解，并烘干得到前驱体；S2.将S1得到的前驱体高温煅烧，得到分子掺杂的石墨相氮化碳；S3.将S2得到的分子掺杂的石墨相氮化碳研磨成粉，于400～550℃再次煅烧，得到石墨相氮化碳；S4.将S3得到的石墨相氮化碳分散水中，得到中性的甲醛光净化剂。本发明方法得到的安全高效甲醛光净化剂具有较大的比表面积(285.3m²/g)，其催化活性高，用于光催化降解甲醛气体，16小时内可降解80％的甲醛；分散剂为中性的水，使用更加安全，且分散性质稳定持久。

技术领域

本发明属于光催化材料技术领域，特别涉及一种中性的安全高效甲醛光净化剂及其制备方法。

背景技术

甲醛是一种最简单、最常见的醛类物质。甲醛可以引起中枢神经系统、体内酶活性的改变以及内分泌免疫系统的改变，高浓度的甲醛对于神经系统、免疫系统、肝脏都有毒害。因此甲醛对人体有较大的毒害。

室内空气中的甲醛主要来源于家具，油漆等方面。目前市场上处理室内甲醛的方法主要有吸附法，臭氧氧化法，光催化氧化法及金属氧化法。其中光催化氧化法制备的光净化剂是以TiO₂为主，这是因为TiO₂具有活性高、热稳定性好、持续性长、价格便宜、对人体无害等特征。但传统TiO₂基无机半导体光催化剂存在太阳能利用率低、光量子效率低和易失活的弊端，严重地制约了光催化技术的实际推广应用。近些年，石墨化氮化碳(g-C₃N₄)由于其类碳结构及良好的光催化性能而引起人们的广泛关注。g-C₃N₄是一种有机半导体材料，禁带宽度约2.7eV，具有合适的导带价带位置，可直接利用可见光。其独特的结构和高的聚合程度使其具有较高的热稳定性、较高的光利用率及光催化活性，为制备高效稳定的甲醛净化剂提供了可能。

目前市场上由光催化剂制备的光净化剂，为了增加光净化剂分散的稳定性及甲醛去除效果，不可避免地添加偏酸或者偏碱物质，因此在应用上存在一定安全隐患。因此研制稳定性佳、活性高且使用较安全的光净化剂是未来的趋势。

发明内容

为了克服上述现有技术中光净化剂光净化效率低、分散稳定性较差、分散体系偏酸性或偏碱性而导致的不安全隐患等的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种中性的安全高效甲醛光净化剂的制备方法。

本发明另一目的在于提供上述方法制备得到的中性的安全高效甲醛光净化剂。本发明甲醛光净化剂为中性体系，且具有更高的分散稳定性、更强光吸收及更优越的光催化活性。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种中性的安全高效甲醛光净化剂的制备方法，包括以下步骤：

S1.将氮化碳前驱体与功能基团分子置于水中加热溶解，并烘干得到前驱体；

S2.将S1得到的前驱体高温煅烧，得到分子掺杂的石墨相氮化碳(BACN-1)；

S3.将S2得到的BACN-1研磨成粉，于400～550℃再次煅烧，得到石墨相氮化碳(BACN-2)；

S4.将S3得到的石墨相氮化碳分散水中，得到中性的甲醛光净化剂。

在其中一个实施例中，步骤S1中所用氮化碳前驱体与功能分子基团的质量比为1:0.01～1:0.1。

在其中一个实施例中，步骤S1中所述加热溶解可在40～100℃下进行。

在其中一个实施例中，步骤S1中所述加热溶解优选搅拌溶解30～120min。

在其中一个实施例中，步骤S1中所述烘干优选在烘箱中进行。