[发明专利]一种暗触媒纳米复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种暗触媒纳米复合材料及其制备方法，该方法将无机纳米氧化物、气相二氧化硅、氧化剂和水性树脂进行复合制备得到暗触媒纳米复合材料。将所述暗触媒纳米复合材料用水分散，得到暗触媒复合材料乳液，采用喷涂或刷涂工艺施工于物体表面，能形成稳定的涂层，该涂层能有效去除室内环境有害气体，具有持久效果。

技术领域

本发明涉及纳米复合材料领域，具体地说是一种暗触媒纳米复合材料及其制备以及在去除室内环境有害气体应用。

背景技术

随着社会经济建设的飞速发展和人类生活水平的提高,室内环境污染已经成为社会关注的焦点,人们对室内空气品质越来越重视。污染室内空气的化学物质数量庞大,其中具有神经毒性、肾毒性、肝毒性和致癌性的挥发性有机化合物引起的二次污染已对人类健康造成极大威胁。世界卫生组织统计数据表明，全球每年因室内环境污染的死亡人数已达280万；国家室内空气检测部门相关统计显示，新装修居室90％以上有害气体严重超标，特别是醛、苯、胺及硫类有害气体等，严重威胁人类健康。

光触媒材料在光的照射射下，能产生富氧离子自由基，由于其具有强的氧化性，能将醛类、苯类、TVOC等有害气体氧化成无毒无害的二氧化碳和水，但是由于光触媒需要在光、特别是紫外光的作用下才能起作用，因为大多数室内环境光线比较弱，因此光触媒在处理室内有害气体方面效果非常有限。过氧化氯粉剂、过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸胺等具有一定的氧化能力，但氧化活性不够高，有报道称Co₃O₄、Co₂O₃、LaCoO₃、LaMnO₃等氧化物纳米颗粒能催化增强双氧水、过硫酸盐的氧化能力，但由于其反应过于快速，只有短期效果，不适合在室内环境中使用。

发明内容

本发明克服了现有技术的所述缺陷，提供了一种暗触媒纳米复合材料及其制备方法。本发明的方法，将无机纳米氧化物、氧化剂、气相二氧化硅和水性树脂进行复合制备得到暗触媒纳米复合材料。将所述暗触媒纳米复合材料用水分散，得到暗触媒复合材料乳液，采用喷涂或刷涂工艺施工于物体表面，能形成稳定的涂层，该涂层能有效去除室内环境有害气体，具有持久效果。相对于已有的光触媒材料，具有明显的优势。

本发明暗触媒纳米复合材料的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)暗触媒纳米复合材料的制备

将无机纳米氧化物与气相二氧化硅混合，采用球磨机进行研磨，然后加入水性树脂，进一步研磨，最后加入氧化剂，充分研磨后制备得到暗触媒纳米复合材料。

(2)暗触媒水性乳液的制备

将暗触媒纳米复合材料分散在水中，采用高速剪切机进行分散，制备得到暗触媒水性乳液。

(3)暗触媒涂层的制备

将暗触媒水性乳液采用刷涂或喷涂工艺涂布于物体表面上，室温干燥后形成性能稳定的暗触媒涂层。该涂层能分解醛、苯、TVOC类有害气体。

其中，步骤(1)中，所述的无机纳米氧化物为Co₃O₄、Co₂O₃、LaCoO₃、LaMnO₃中的一种或两种以上的混合物。

其中，步骤(1)中，所述的无机氧化物纳米的颗粒，其颗粒尺寸为0.5纳米至100纳米，优选于5纳米至40纳米，进一步优选为8纳米至25纳米。

其中，步骤(1)中，所述的氧化剂为二氧化氯粉剂、过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸胺中的一种或两种以上的混合物。

其中，步骤(1)中，所述的水性树脂是聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸、聚胺酯中的一种或两种以上。