[发明专利]一种多孔碳复合二氧化钛-卤氧化物光催化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种多孔碳复合二氧化钛‑卤氧化物光催化剂，一种多孔碳复合二氧化钛‑卤氧化物光催化剂，所述多孔碳复合二氧化钛‑卤氧化物通过卤氧化物前驱体水解沉积在二氧化钛表面，采用原位生长法制备多孔碳材料前驱体(MOF)，再高温碳化，获得多孔碳复合二氧化钛‑卤氧化物复合材料，所述二氧化钛经过不同温度煅烧处理，所述卤氧化物前驱体为氯氧化铋、碘氧化铋、氟氧化铋中的一种，所述多孔碳材料前驱体(MOF)为沸石咪唑类骨架材料和类石墨烯骨架材料的一种。在500℃以下制备的二氧化钛‑卤氧化物材料与MOF碳材料多孔碳复合，能够显著增强其吸附能力，使得甲醛转化效率大大提升。

技术领域

本发明属于环保光催化领域，具体涉及一种用于光催化降解甲醛的多孔碳复合二氧化钛- 卤氧化物光催化剂及其制备方法。

背景技术

目前，室内空气污染已被确定为高环境风险之一。甲醛作为室内主要的空气污染物之一， 从家具，纺织品，油漆，墙纸扩散到室内，世界卫生组织建议，当HCHO的浓度高于0.1毫 克每立方米时，HCHO对健康有害。长期暴露于高浓度HCHO的空气中会增加白血病和癌症 的发生率。因此，有必要控制HCHO污染。近来，已经公开了了许多从室内空气中除去HCHO 的方法，例如吸收，等离子体纯化，生物降解，热催化纯化和光催化纯化。在这些方法中， 由于光催化技术反应条件适中，去除效率高，无二次污染，操作简单，是最经济简单的方法。

现有技术如授权公告号为CN 108609600 B的中国发明专利，公开了一种新型三维炭材 料及其制备方法。所述制备方法为在惰性气氛或无氧下，按如下温度变化条件对硬木进行处 理；(a)以0.05～2℃/min的升温速率从室温升温至210～250℃；(b)以0.1～3℃/min的升温速 率从210～250℃升温至760～850℃；(c)以0.5～4℃/min的升温速率从760～850℃升温至 1100～1450℃，并保温0.5～6.0h；(d)以0.5～20℃/min的降温速率从1100～1450℃降至室温。 但新型三维炭材料只是起到吸附作用，无法有效降解空气中的甲醛气体。

二氧化钛因其无毒，优异的化学稳定性和低成本而被认为是许多半导体中去除HCHO的 最有前景的光催化剂之一。然而，原始的TiO₂仅在阳光下吸收紫外线，限制了其实际应用。 为了增强可见光中的光催化活性，已经开发了许多方法。例如金属/非金属元素掺杂，两个或 多个半导体的耦合，贵金属表面改性，通过不同材料复合制备已经越发得到人们的重视。

现有技术如授权公告号为CN 108609600 B的中国发明专利公开了一种具有甲醛净化功 能的建筑装饰材料及其制备方法。该材料由以重量份计的下列成分组成：1～20份甲醛净化 剂、100份基材、0.5～1份改性淀粉、1～1.5份粘接剂、0.6～1份木质纤维素、0.01～0.1份 发泡剂和65～75份水组成，其中甲醛净化剂由以重量份计的下列成分组成：2～10份聚乙烯 吡咯烷酮、1～6份水溶性高分子化合物、4～42份手性氨基醇、1～7份二氧化钛、1～7份二 氧化锡、1～7份二氧化硅、2～6份氧化镁、1～13份活性炭、1～9份氯化钙和1～13份可溶 性弱酸盐。该专利组成结构复杂、光电转化效率低下，无法高效进行对空气中甲醛的催化降 解。

但是，现有的技术甲醛催化转化效率无法得到保证，而其使用寿命短的问题仍没有得到 有效解决。

发明内容

本发明针对现有甲醛催化转化效率低、使用寿命短、重复利用率低，提供一种高转化效 率、长寿命、高重复利用率的多孔碳复合二氧化钛-卤氧化物光催化剂及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：