[发明专利]一种具有光响应开关、自指示性的光催化体系及制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种具有光响应开关、自指示性的光催化体系及制备方法和应用，尤其是光催化体系在塑料可控自指示降解领域的普适性的应用。本发明涉及利用光催化剂、光生电子‑空穴消耗剂及光生电子‑空穴消耗剂络合物组合光催化体系，利用光生电子‑空穴消耗剂与光生电子‑空穴消耗剂络合物反应前后颜色变化，构建具光响应开关、自指示性的光催化体系。在光照初期，光催化体系具一定颜色，不具有光催化活性，光照一定时间后，光催化体系颜色发生变化，具有高效光催化活性。该光催化体系可作为填料添加到塑料中，为塑料提供可控自指示降解性。使塑料在使用期具高稳定性，在废弃期具高降解效率。并利用光催化体系颜色变化向消费者指示塑料废弃期的开始。

主权项

1.一种具有光响应开关、自指示性的光催化体系，其特征在于，该光催化体系由下述原料组成，按重量份计：1）1份光催化剂；所述光催化剂由以下一种或数种光催化剂组成：紫外光响应的TiO₂、ZnO、NiO、SrTiO₃、KTaO₃、K₄Nb₆O₁₇和BaTiO₃；可见光响应的改性TiO₂、改性ZnO、SiC和CdSe；含有以下一种或数种元素的氧化物：Fe、W、Bi、Ti、Ce、Cu、In、Ca、Y、Mo和V；含有以下一种或数种元素的硫化物：Mo、Ag、In、Cd、Ce和Cu；含有以下一种或数种元素的氮化物：Ta、O、C、La和Ti；2）0.01‑10份光催化剂光生电子‑空穴消耗剂；所述光催化剂光生电子‑空穴消耗剂为可逆氧化还原电对或光生电子‑空穴对捕获剂；3）0.00‑20份光生电子‑空穴消耗剂络合物；所述光生电子‑空穴消耗剂络合物包括但不限于淀粉和金属离子螯合剂；其中：所述光响应开关，是在初始太阳光光照下，光催化体系内光催化剂光生电子‑空穴消耗剂发挥抑制光催化剂光催化活性的作用，使得光催化剂即使在光照下产生光生电子‑空穴对，也无法对光催化体系外物质发挥光催化活性；经过0.5小时‑90天的光照后，光催化体系内光生电子‑空穴消耗剂失效，光催化剂产生的光生电子‑空穴对能够对光催化体系外物质发挥光催化作用；所述自指示性，是光催化体系无法对体系外物质发挥光催化活性时，具有以下一种颜色：棕色、紫色、褐色、橙色、黄色、绿色、蓝色、蓝紫色或紫红色，在太阳光光照0.5小时‑90天后，光催化体系颜色变化为以下一种颜色：蓝黑色、橙红色、红色、黄色、蓝紫色或白色，颜色变化后的光催化体系具有对体系外物质发挥光催化活性作用。