一种空气净化剂材料、制备方法及其用途技术

本发明专利技术涉及一种掺杂Ag离子的TiO2/BaO复合膜型空气净化剂材料、制备方法及其用途。所述复合膜型空气净化剂材料在太阳光和紫外光照射下具有远优于纳米TiO2薄膜的光催化性能，能有效地分解各种空气中的污染物，可用于室内空气净化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种空气净化剂材料，特别地涉及一种以氧化铝为基底、掺杂Ag离子的纳米Ti02/Ba0复合膜型空气净化剂材料、制备方法及其用途，属于空气净化领域。
技术介绍
随着人们生活水平的日益提高，以及城市化进程的加快、机动车辆尾气的大量排放等诸多因素的交织，造成了现在大气环境污染的日益严重和恶化。与此相对应的是，由于日常生活尤其是家庭装修中大量化工原料、装饰材料、日化产品的应用，导致了室内空气质量的严重恶化，其挥发性有机化合物(VOCs)的含 量远高于室外，而这些VOCs中含有大量的致癌物质，例如甲醛、苯、甲苯、二甲苯、氨等的浓度远高于国际标准，这对居民的身心健康造成了严重威胁，也是诱发多种恶性肿瘤疾病的重要因素之一。而自上个世纪70年代，科学家发现半导体氧化物TiO2能降解废水中的氰化物以来，人们对TiO2的研究日益深入。种种研究表明，TiO2尤其是纳米TiO2对多种污染物具有很强的光催化降解能力。迄今为止，已发现多达几百余种以上的有害气体、农药、染料、表面活性剂、臭味物质等均可用光催化技术有效处理，如消毒、脱色、除臭等。而作为研究最为广泛和深入的TiO2光催化剂，其可降解大量的有机物，如苯、甲苯、二甲苯、萘、卤代芳烃、甲醛、NOx、氨、硫化氢、四氯乙烯、一氧化碳等。正是由于纳米TiO2的该优异性能，目前已成为光催化领域的研究热点。其催化机理在于在光照下，如果光子的能量大于半导体禁带宽度，其价带上的一个电子(e_)就会被激发，越过禁带进入导带，同时在价带上产生相应的空穴OO。光生空穴有很强的氧化能力(其标准氢电极电位在1. 0-3. 5V)，该空穴可以直接或间接氧化有机物，但通常情况，认为空穴对有机物的氧化是通过羟基自由基(· 0H)而完成的，其机理如下Ti02+hv — e>h+(I)h++or — · OH(2)e>02 — · O2^(3)· O2^H+ — HO2 · (4)2HO2 · — O2+H2O2 (5)由于TiO2的如此强氧化能力，所有的污染有机物都可被其完全氧化成CO2和H2O,而不会产生二次污染。同该氧化前后，TiO2的物理形态、化学性质均未发生改变，即在降解污染物的过程中，其为光催化剂。但TiO2也存在一些缺点，如1、与吸附型的物理材料相比，其吸附性能较差，难以将室内的有机污染物吸附到其表面进行富集，从而影响了其光催化效率和性能。2、纳米TiO2颗粒尺寸小、表面积大、表面能高，处于能量的不稳定状态，同时纳米颗粒之间的表面氢键、化学键的作用也容易导致粒子相互吸附而团聚，如何克服因粒径微细化而导致的颗粒团聚现象无疑是TiO2性能持续、稳定发挥的关键所在。3、作为一种无机填料，纳米TiO2只有与其它组分配伍良好时，其性能充分发挥，但TiO2本身为极性物质，在有机介质中不易分散，极大限制了纳米TiO2在很多方面的应用。为了克服这些缺陷，人们进行了大量的研究，如包膜改性在纳米TiO2表面均匀包覆一层其它物质的包膜，使其表面性质发生变化将其稳定。表面接枝改性通过化学反应将高分子连接到纳米TiO2的表面，以达到包覆的目的。高能量表面改性高能量表面改性法是利用高能电晕放电、紫外线、等离子体或辐射处理等引发聚合反应而实现改性的方法。利用沉淀反应进行改性利用有机物或无机物在纳米TiO2表面形成一层包覆物，以改变其表面性质。此外，例如CN101554583B中公开了使用高速离子轰击二氧化钛薄膜，从而得到大量的亚微米空隙，有利于吸附和空气净化。CN1026558115A公开了掺铈纳米二氧化钛/活性炭纤维复合光催化剂，其具有良好的甲醛降解能力。CN1283355C公开了一种空气净化用复合光催化材料，其是将钛酸酯为原料制得二氧化钛溶胶，或以纳米二氧化钛粉末在水中超声波分散得到二氧化钛悬浮液，然后加入活性炭进行水热处理，得到二氧化钛/活性炭复合催化剂的悬浮液。最后与造纸工艺结合，喷涂在纸上，得到了以纸为载体的吸附型复合光催化空气净化材料。CN1150979C公开了一种空气净化用纳米复合光催化剂，是将二氧化钛纳米粒子或薄膜负载在载体表面和空隙中而得到。CN101081307B公开了一种将环糊精类物质涂覆或吸附在光催化剂表面上的空气净化材料，提供了低浓度污染物的吸附催化净化效果。上述公开的这些现有技术虽存在一定的优点，但仍存在降解效率低、稳定性差等缺点，因此虽进行了大量的努力，但对于获得具有更降解效率的纳米TiO2空气净化剂仍存在需求。
技术实现思路
为了解决上述缺陷，本专利技术人进行了潜心研究，在付出大量创造性劳动后，完成了本专利技术，并令人惊讶地发现，本专利技术通过提供一种空气净化材料，特别地提供一种以氧化铝为基底、掺杂Ag离子的Ti02/Ba0复合膜型空气净化材料而在空气净化方面取得了意想不到的技术效果。本专利技术的所述空气净化材料对于多种污染物具有非常高的降解效率，且稳定性优异，在室内空气净化方面效果突出。此外，本专利技术还提供了该空气净化材料的制备方法，及其在空气净化方面的用途。具体而言，本专利技术的所述复合膜型空气净化剂材料包括(I).氧化铝基底膜；⑵.在所述氧化铝基底膜上的Ti02/Ba0复合膜，该膜中掺杂有Ag离子。其中优选地，所述Ti02/Ba0复合膜的厚度与所述氧化铝基底膜厚度之比为O. 1-0. 5。优选地，所述钛醇盐与(无机钡盐+无机银盐)，即TiO2与(BaO+Ag)的摩尔比为5-50。为了更详细的描述本专利技术，如下对其中的要素和/或特征进行进一步详细描述，但应当理解，这仅用于例举之用而非限定。[氧化铝基底膜]所述氧化铝可为任何形态的氧化铝，如α-氧化铝、β-氧化铝或Y-氧化铝，优选为多孔氧化铝如Y-氧化铝。所述氧化铝基底膜的厚度并无特别的限定，例如可为O. 1-100 μ m，该范围包括了其中的任何子区间，如 O. 2-90 μ m、0. 4-80 μ m、0. 6-70 μ m、0. 8-60 μ m、1-50 μ m、2_40 μ m、4-30 μ m、8-20 μ m、12-15 μ m，也包括了其中的任何具体点值，示例性地例举O. 3 μ m、O. 5 μ m>0. 7 μ m>0. 9 μ m>1. 5μηι、3μηι、6μηι、10μηι、25μηι、35μη、45μηι、55μηι、65μηι、75 μ m、85 μ m 和 95 μ m。[Ti02/Ba0 复合膜]其中，除非另有规定或另有说明，所述“Ti02/Ba0复合膜”中的“/”是指由TiO2和BaO相互掺杂在一起而形成了该复合膜，而非“或”的关系。所述TiO2的粒径并无特别的限制，例如其粒径度可为10_2500nm，该范围包括了其中的任何子区间，如50-2000nm、100_1500nm、150-1000nm、200-500nm，也包括了其中的任何具体点值，不例性地例举 20nm、40nm、80nm、160nm>250nm>300nm>400nm>600nm>7OOnm、800nm、900nm、llOOnm、1200nm、1300nm、1400nm、15080nm、1600nm、1700nm、1800nm、1900nm、2100nm、2200nm、2300nm 和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种掺杂Ag离子的TiO2/BaO复合膜型空气净化剂材料，其?包括：(1).氧化铝基底膜；?(2).在所述氧化铝基底膜上的TiO2/BaO复合膜，该膜中掺杂有Ag离子。

【技术特征摘要】
1.一种掺杂Ag离子的Ti02/Ba0复合膜型空气净化剂材料，其 包括(1).氧化铝基底膜； (2).在所述氧化铝基底膜上的Ti02/Ba0复合膜，该膜中掺杂有Ag离子。2.如权利要求1所述的空气净化剂材料，其特征在于所述Ti02/Ba0复合膜的厚度与所述氧化铝基底膜厚度之比为O. 1-0. 5。3.如权利要求1所述的空气净化剂材料，其特征在于=TiO2与(BaO+Ag)的摩尔比为5-50。4.如权利要求1-3任一项所述的空气净化剂材料，其特征在于所述氧化铝为α-氧化招、氧化招或Y-氧化招。5.如权利要求1-3任一项所述的空气净化剂材料，其特征在于所述氧化铝基底膜厚度为 O. 1-100 μ m。6.如权利要求1所述空气净化剂材料的制备方法，包括如下步骤 (1).将无机铝盐水溶液滴加到十六烷基苯磺酸钠水溶液中，然后加入固体硫酸氢钠，搅拌得到溶胶； (2).向钛醇盐中加入去离子水和无水乙醇配成溶液，然后加入乙酰丙酮或二乙醇胺，搅拌得到混合溶液；或者 (2’ ).将纳米TiO2粉末置于无水乙醇中进行超声波分散，得到TiO2悬浮液； (3).向步骤(2)或(2’...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚素梅，刘永春，
申请(专利权)人：青岛信锐德科技有限公司，
类型：发明
国别省市：