[发明专利]一种能去除空气污染物的硼氮碳宽波段响应光催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种能去除空气污染物的硼氮碳宽波段响应光催化剂及其制备方法，能制备高效稳定去除室内空气污染物的硼氮碳宽波段响应光催化剂，属于光催化剂材料制备和室内空气治理领域。该方法非金属元素硼、氮、碳为光催化组分，并采用气氛热处理对其局部结构进行调整，热处理后的硼氮碳材料由于宽的可见光响应，良好的稳定性，在可见光下能够有效地产生活性氧物种，对室内空气中的挥发性有机气体污染物、氮氧化物等具有优异的降解效果。该催化剂性能稳定优异，光响应范围宽，原料易得，制备简单，可广泛用于室内空气治理及其他环境治理领域。

技术领域

本发明涉及一种光催化剂的制备方法，特别是涉及一种能降解空气污染物的光催化剂的制备方法，应用于光催化剂材料制备和室内空气治理技术领域。

背景技术

室内空气中含有大量的污染物，其中挥发性有机气体污染物占据最主要的污染物之一，其来源广泛，包括室内建筑装饰材料，厨房油烟、日常使用的消毒剂、化妆品溶剂及室外污染空气的进入等。挥发性有机气体污染物会危害人体健康，引发各类疾病的发生。目前我国室内空气质量相关的标准有《民用建筑室内环境污染物控制规范》和《室内空气质量标准》，对挥发性有机污染物提出了明确的要求。如根据GB/T 18883-2002，室内房屋的甲醛浓度不得高于0.10mg/m³，甲苯浓度不得高于0.2mg/m³等。

光催化技术作为一种绿色环境技术，其具有反应条件温和、自由基反应速率快的优点。可利用光能在催化剂表面原位产生活性氧物种，活性氧物种与吸附在催化剂表面的污染物分子相互作用，将其分解转化进而达到净化空气污染物。目前TiO₂是一种最为常见的空气净化光催化剂，但TiO₂禁带宽度为3.2eV，致使其只能在紫外光下激发出电子空穴，紫外光只占太阳光谱的5％左右；同时TiO₂在降解挥发性有机污染物的过程中，由于降解过程的碳质中间物种易强吸附在TiO₂表面，掩盖活性位点，造成TiO₂的失活。室内空气中的挥发性有机物在降解过程中常常会产生各种大量的中间产物，其对身体仍可能造成危害。因此开发具有高稳定性、宽光谱响应、高矿化率的光催化剂用于室内空气净化具有重要的意义，成为亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种能去除空气污染物的硼氮碳宽波段响应光催化剂及其制备方法，能制备具有高稳定性、宽光谱响应、高矿化率的光催化剂，该催化剂性能稳定，原料易得，制备简单，可广泛用于室内空气治理及其他环境治理。

为达到上述发明创造目的，本发明采用如下技术方案：

一种能去除空气污染物的硼氮碳宽波段响应光催化剂的制备方法，包括如下步骤：

a.原料预处理：

将一定含量比例的硼源、氮源和碳源充分研磨使其混合均匀，得到原料粉末；其中硼源占氮源的质量百分比为75～100％，碳源占氮源的质量百分比为2～20％；

b.高温热解：

在气氛保护条件下，利用高温热解的方法，得到块状固体，然后将块状固体研磨成粉末，再利用稀酸进行清洗，然后进行抽滤，再充分洗涤，收集并干燥，得到中间产物粉末；

c.热处理：

将所得的中间产物粉末置于管式炉中，进行热处理，得到的催化剂材料粉末用稀酸清洗，抽滤，充分洗涤干燥，得到高效稳定去除室内空气污染物的硼氮碳光催化剂材料。

作为本发明优选的技术方案，在所述步骤a中，所述硼源为硼砂、硼酸、硼酐、单质硼、碳化硼中的任意一种或者任意几种的混合物。

作为本发明优选的技术方案，在所述步骤a中，所述氮源为三聚氰胺、双氰胺、硫脲、脲中的任意一种或者任意几种的混合物。