[发明专利]一种稀土离子掺杂的钼酸铅微纳米材料及其制备方法及其在光催化降解甲醛中的应用

说明书

本发明公开了一种稀土离子掺杂的钼酸铅微纳米材料及其制备方法及其在光催化降解甲醛中的应用。通过将乙酸铅、稀土金属化合物、四水合钼酸铵、聚乙烯吡咯烷酮各原料混合得到的前躯体在碱性的环境下进行水热反应，然后将所得产物在高温下煅烧，得到稀土离子掺杂的钼酸铅微纳米材料，其可通过与粘接剂混合配制混合溶液，并涂布于含甲醛材料的表面，利用粘接剂的粘性粘附于材料表面，并在太阳光光照的条件下促进引发光催化反应，利用太阳光的光照来降解甲醛气体，其可在短时间内可实现甲醛的快速降解，且使用之后可完全擦除，无任何残留，是一种简单、高效、绿色、安全的甲醛降解方法。

技术领域

本发明属于光催化材料技术领域，具体涉及一种稀土离子掺杂的钼酸铅微纳米材料及其制备方法及其在光催化降解甲醛中的应用。

背景技术

当今由于社会和经济的高速发展，环境污染形势严峻。光催化法是一种直接利用光能进行环境污染物降解的重要技术措施，较容易满足现今环境污染治理与环境安全保障的需求。与传统的污染物处理技术相比，光催化法可以利用光能高效、彻底地降解环境中大部分有机污染物。

TiO₂、ZnO、CdS等半导体的光催化性能研究得到了重视。然而，这些光催化剂由于光催化转换效率低，并且只能利用段波长高能量的部分太阳光谱，太阳表面的紫外线辐射小于地球表面的4％，因而极大限制了该类光催化剂的实际使用和催化效能。

木制家具因为简洁、大方深受消费者的喜爱，市面上销售的木制家具，除了标明是全实木家具外，其他都含有人造板材用料，甚至全部都以人造板为原料。而人造板中由于粘合剂的使用，会在使用过程中会分解出甲醛，对人们的日常生活带来了很大的危害。而目前对于甲醛的降解方法通常为通风、绿植吸收以及使用化学试剂降解等，这些对于甲醛的降解效果较差，且所需的时间周期比较长，而且使用化学试剂处理会带来额外的伤害。

目前市场上还没有采用水凝胶粘附光催化剂在家具板材表面，使用自然光催化降解板材释放甲醛的催化材料和粘附方法。

发明内容

针对以上不足，本发明提供了一种稀土离子掺杂的钼酸铅微纳米材料及其制备方法及其在光催化降解甲醛中的应用。采用分散水热技术掺杂和高温煅烧合成技术串联，制备得到稀土离子掺杂的钼酸铅微纳米材料，其具有上转化发光材料的特点，可高效利用自然光实现对板材中甲醛含量的降解。

本发明采取的技术方案为：

一种稀土离子掺杂的钼酸铅微纳米材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、在搅拌的条件下，向乙酸铅水溶液中滴加稀土金属化合物水溶液，得到混合溶液A；

S2、将四水合钼酸铵水溶液与聚乙烯吡咯烷酮水溶液混合均匀，得到混合溶液B；

S3、在搅拌的条件下，向混合溶液A中滴加混合溶液B，然后继续搅拌1～2h，得到前驱体；

S4、调节前驱体的pH为8.5～9.5，然后进行水热反应；

S5、反应完成后，产物经离心、清洗，然后进行高温煅烧，冷却后，即可得到所述稀土离子掺杂的钼酸铅微纳米材料。

进一步地，所述稀土金属化合物水溶液为氯化铒水溶液。

进一步地，所述水热反应指的是150～200℃水热反应8～24h；所述高温煅烧指的是在400～700℃煅烧4～6h。

所述乙酸铅水溶液、稀土化合物水溶液、四水合钼酸铵水溶液、聚乙烯吡咯烷酮水溶液的浓度之比为3～10mmol/L：0.03～0.1mmol/L：0.5～5mmol/L： 2～20g/L。

所述乙酸铅水溶液、稀土化合物水溶液、四水合钼酸铵水溶液、聚乙烯吡咯烷酮水溶液的体积之比为35～50mL：0.5～1.5mL：4～10mL：4～10mL。