[发明专利]一种锌/锑双组分负载型纳米碳化硅材料光催化去除甲醛的方法

说明书

本发明属于生态环保材料技术领域，具体涉及一种锌/锑双组分负载型纳米碳化硅材料光催化去除甲醛的方法。本发明以硫酸锌为锌前体，以酒石酸氧锑钾为锑前体，通过水热法负载于氨基化改性的纳米碳化硅颗粒上形成一种高比表面积的催化材料，可用于催化降解室内甲醛气体、车内甲醛气体、甲醛废水及其酚醛树脂废水。

技术领域

本发明属于生态环保材料技术领域，具体涉及一种锌/锑双组分负载型纳米碳化硅材料光催化去除甲醛的方法。

背景技术

甲醛(formaldehyde)属于高挥发性有机化合物(volatileorganic chemicals，Vocs),在常温下是无色有刺激性气味的气体，极易溶于水，是一种化学性质比较活泼的小分子醛类化合物，一旦人员暴露量超过允许量，即对眼、呼吸道粘膜产生强烈刺激、高浓度接触可引起肝脏损伤和免疫损伤等毒性作用。甲醛是一种具有较高毒性的破坏生物细胞蛋白质的原生质毒物，能与蛋白质的氨基结合，使蛋白质变性凝固。近年来在工人间进行的流行病学调查认为甲醛暴露与白血病，特别是骨髓白血病有密切联系。

因此，人们越来越关注室内甲醛的去除，市场上也随之出现了多样化的除醛产品，其中甲醛去除剂的使用最为广泛。市场中销量较高、使用广泛的甲醛去除剂主要分为光触媒甲醛去除剂和生物酶甲醛去除剂两种。生物酶甲醛去除剂虽然绿色无污染，但是其活性成分多为蛋白多肽稳定性差，限制了其应用的范围。光触媒甲醛去除剂多以光催化材料为主要成分，其通过吸收一定光源的能量，产生带负电荷的活性电子和对应带正电荷的空穴，活性电子与催化剂表面吸附的氧气发生还原反应生成^.Ｏ₂^-自由基，空穴能与催化剂表面吸附的水分子或者羟基发生氧化反应生成·OH自由基，生成的两种自由基具有很高的化学活性，能与甲醛反应生成二氧化碳和水，从而达到去除甲醛的目的，并且不产生二次污染。

用于除甲醛的光催化剂多为半导体材料，如TiO₂、BiO₃（Effect of peptizingconditions on nanometer properties and photocatalytic activity of TiO₂hydrosols prepared by H₂TiO₃[J] Journal of Hazardous Materials,2008,155(1):90）；还有利用纳米氧化镁对甲醛进行吸收的，纳米氧化镁颗粒具有很高的反应活性，羰基和表面的氧化镁单元形成牢固的四元环，使得甲醛中羰基的活性降低（Theoretical Studyof the Adsorption of Formaldehyde on Magnesium Oxide Nanosurfaces:SizeEffects and the Role of Low-Coordinated and Defect Sites[J]J. Phys. Chem. B 2004, 108, 18140-18148）。这些光电催化中尤其以TiO₂催化活性最高、稳定性最好，但其光电转化效率低（仅在紫外光区范围内具有较好的催化效果，可见光下效果差）而且催化剂容易失活，所以限制了TiO₂的催化应用。由于非TiO₂催化的体系具有优异的光催化效率，引起了广大研究者的兴趣，如Zn₂SnO₄体系（Transformation processandphotocatalyticactivitiesofhydrothermallysynthesizedZn₂SnO₄ nanocrystals, J. Phys. Chem. C 112(2008) 4159–4167），但其制备的材料比表面积往往比较低，而且制备工艺较为繁琐。

寻找新的吸附材料与非TiO₂催化材料结合用来制备新的去除甲醛的材料是现阶段的研发热点，同样有着诱人的市场应用前景。

发明内容