[发明专利]一种硫化锌量子点包覆二氧化钛空气净化材料及制备方法

说明书

本发明涉及空气净化领域，公开了一种硫化锌量子点包覆二氧化钛空气净化材料及制备方法。包括如下制备过程：（1）将纳米钛白粉、活性炭、硅藻土加入聚乙二醇中，制成静电纺丝液；（2）通过静电纺丝制成二氧化钛复合纤维；（3）将锌盐、含有羧甲基纤维素的水溶液、含硫化物的酸性溶液混合，得到混合液；（4）将氧化钛复合纤维加入混合液中反应，制得硫化锌量子点包覆二氧化钛空气净化材料。本发明制得的复合材中，形成的硫化锌量子点微球尺寸均匀，具有发光效率高，光光化学稳定等优异性能，其稳定的发光效率可以提高二氧化钛的光催化性能，有效降解吸附于该纤维材料上的有机污染物。

技术领域

本发明涉及空气净化领域，公开了一种硫化锌量子点包覆二氧化钛空气净化材料及制备方法。

背景技术

随着人民生活水平的提高和大量室内装修化工原料的使用，大量有机污染物也随之进入室内。现有技术中，为改善室内空气环境，大量新颖的绿色环保净化材料不断出现。其中光触媒表现出较佳的空气净化功能，经过可见光或紫外光激发后，光触媒粒子表面产生活性物质，可对目标物进行氧化或还原反应，具有污染物去除、空气净化、抗菌、除尘、防雾等环境净化的效能。

目前光触媒的主要成分是二氧化钛，在太阳光或照明光源中的紫外线照射下能够产生电荷，与空气中的水分子及氧分子发生反应，产生负氧离子和氢氧自由基，这些物质具有较强的氧化能力，具有降解有机物和杀菌等作用。但二氧化钛的吸光频带较窄，锐钛矿的带隙能Eg≈3.2eV，只有在波长λ≤387.5nm的光子激发下，极大地限制了其实际应用。

研究表面，量子点作为一种纳米级别的半导体，通过施加一点的电场或亚光，他们便会发出特定频率的光。而硫化锌量子点的发光区几乎覆盖整个紫外光，将硫化锌量子点掺杂到二氧化钛中，将会大大提高氧化钛的光催化效率。因此，将硫化锌等量子点与二氧化钛进行复合的技术受到研究人员重视。

中国发明专利申请号201711123482.X公开了一种高效复合型空气净化剂的制备方法，主要由以下重量的原料制备得到：20~35份沸石，5~20份过碳酸钠，5~8份氯化十二烷基二甲基苄基铵，0.1~0.5份纳米银，12~15份二氧化钛，6~15份硫化锌-SBA-15纳米体。该发明制备的高效复合型空气净化剂能有效去除室内空气中的污染物，去除各种有害杂质，有效改善空气质量，具有很好的推广应用价值。

中国发明专利申请号201810407466.1公开了一种硒化镉量子点/石墨烯/二氧化钛复合材料及其制备方法，主要料由硒化镉量子点、石墨烯和二氧化钛复合而成，二氧化钛纳米片形成于层状石墨烯之上，硒化镉量子点分布于石墨烯/二氧化钛复合材料之上；其中，二氧化钛纳米片的厚度为15~30nm、长度为50~100nm，石墨烯的长度为500~2000nm，硒化镉量子点直径为2.1~3.5nm。该发明方法得到的复合材料具有良好的光催化降解能力和杀菌活性，且制备方法简单，操作方便，成本低廉。

根据上述，现有方案中的二氧化钛空气净化材料的光催化效率低且应用范围有限，而将硫化锌等量子点与二氧化钛混合制备复合材料的方法，传统的机械混合导致硫化锌量子点发光效率不高，不能有效提高二氧化钛分解空气中有机物的光催化性能。

发明内容

目前应用较广的二氧化钛空气净化材料的吸光频带窄，而现有的机械式地将量子点材料和二氧化钛混合地技术，存在量子点发光效率低的缺陷，影响了其发展和应用。

为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：

一种硫化锌量子点包覆二氧化钛空气净化材料的制备方法，制备的具体过程为：

（1）将纳米钛白粉、活性炭、硅藻土加入聚乙二醇中，分散均匀，然后进行高压均质加热，制得静电纺丝液；

（2）将步骤（1）制得的静电纺丝液通过静电纺丝工艺，制成二氧化钛复合纤维；