[发明专利]富勒烯及其衍生物负载的半导体复合材料在光催化降解室内VOCs中的应用

说明书

本发明实施例涉及富勒烯及其衍生物负载的半导体复合材料在光催化降解室内VOCs中的应用，其中：富勒烯包括空心富勒烯和金属富勒烯中的至少一种；富勒烯衍生物包括富勒烯氨基化衍生物、富勒烯羧基化衍生物、富勒烯羟基化衍生物中的至少一种；复合材料中半导体本体包括二氧化钛、氧化锌、氧化锡、氧化锰中的至少一种。该复合材料在光催化去除室内VOCs的过程中太阳能的利用效率高，同时，在反应过程中不会产生有害的产物O₃，可以处理数量大、浓度高的室内VOCs污染，且复合材料结构稳定、能反复使用，降解室内VOCs污染物性能优异，成本低。

技术领域

本发明涉及光催化领域，具体涉及富勒烯及其衍生物负载的半导体复合材料在光催化降解室内VOCs中的应用。

背景技术

随着我国新建建筑大量涌现，建筑装修装饰和家具散发的挥发性有机化合物(VOC)引起的室内空气污染已严重危害了人们身体健康和生活质量。VOCs对人体的呼吸系统、心血管系统和神经系统会产生明显的不良影响，甚至还会致癌，在美国环保署(EPA)制定的大气有毒污染物名单中，就有50种是VOCs。研究表明，VOCs污染是我国室内普遍存在的现象，因此，如何消除室内空气中的VOCs是我国室内环境领域急需研究和解决的热点问题。

消除室内VOCs的主要手段有污染源控制、通风稀释和空气净化三种。对VOCs污染源进行控制是最治本的方法，然而在很多情况下难以实现。增加室内新风量来稀释VOCs则会增大采暖或空调能耗，在室外空气品质不好的地方或没装新风管的建筑内区也难以用通风来改善室内空气品质。空气净化可以有效降低室内VOCs浓度，减少人们对新风量的要求，节约室内的采暖、空调能耗，是控制室内VOCs污染不可或缺的手段。按净化原理，空气净化技术大致可分为四种：物理吸附法、化学法、离子化法、光催化法。

光催化法具有广谱性的优点，去臭和除VOCs(氧化成CO₂和H₂O)都非常有效，同时又具有灭菌功能。但是，现有的利用紫外光催化的技术，通常具有以下缺点：1)太阳能的利用率较低；2)在利用紫外光源时，会生成有害产物O₃；3)光生载流子的复合率很高，导致量子效率较低，难以处理数量大、浓度高的室内VOCs污染；4)所使用的光催化材料的可重复利用度极低。此外，目前市面上尚未有明确的用于光催化降解VOCs的产品。

因此，寻找高效、稳定、能反复利用、成本低、无毒的去除室内VOCs的光催化材料迫在眉睫，对通过使用光催化氧化手段控制室内VOCs污染的应用无疑具有非常重要的意义。

近年来，光催化材料与碳材料的复合引起了科学家们的极大关注。富勒烯作为一种具有良好的光学特性和量子特性的碳材料，在半导体、光电和能量储存等领域具有巨大的应用潜力，其物理化学性质极为丰富，且种类繁多，碳笼的点群对称性也纷杂多变。

然而，富勒烯衍生物负载的半导体复合材料在去除室内VOCs污染方面的应用还未见报道。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

发明目的

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种富勒烯及其衍生物负载的半导体复合材料在光催化降解室内VOCs中的应用。该复合材料在光催化去除室内VOCs的过程中太阳能的利用效率高，同时，在反应过程中不会产生有害的产物O₃，可以处理数量大、浓度高的室内VOCs污染，且复合材料结构稳定、能反复使用，降解室内VOCs污染物性能优异，成本低。

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