用于降解甲醛的納米球狀多孔弱光光觸媒、制備方法及其應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于降解甲醛的納米球狀多孔弱光光觸媒、制備方法及其應(yīng)用，該光觸媒按重量百分比計包括以下原料：鈦源0.2%-30%、醇類溶劑60%-99%、水解抑制劑0.005%-0.01%、含金屬離子的去離子水0.005%-0.01%、含羥基中強酸10%-40%、含無機分散劑的去離子水1%-5%，該含羥基中強酸內(nèi)含有Si02晶種；該光觸媒為納米顆粒透明溶膠液，且其粒徑分布在10-30ran之間，表面為球狀多孔狀分布，比表面積大且平均達300mVg以上。本發(fā)明該光觸媒生產(chǎn)制備條件溫和、生產(chǎn)安全風(fēng)險小、易實現(xiàn)量產(chǎn)、弱光催化凈化、穩(wěn)定性高，重點針對目前成熟光觸媒產(chǎn)品制備條件苛刻、太陽光利用率低、空氣凈化降解效率低、基材表觀影響大、施工不便等問題加以解決。
【專利說明】用于降解甲醛的納米球狀多孔弱光光觸媒、制備方法及其應(yīng)用
[0001]

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及光觸媒【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種用于降解甲醛的納米球狀多孔弱光光觸媒、制備方法及其應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0003]當(dāng)前環(huán)境污染問題凸顯，尤其是霧霾的大面積出現(xiàn)嚴重威脅到人類的生存環(huán)境，環(huán)境空氣治理刻不容緩。光觸媒作為一種適合空氣凈化的新興環(huán)保材料，得到越來越廣泛的研究。但現(xiàn)有技術(shù)多為實驗室研發(fā)產(chǎn)品，且以紫外光或可見光為能量激發(fā)源，應(yīng)用方面以水體污染物治理為主，實際用于甲醛污染物降解的產(chǎn)品幾乎空白，甲醛的主要危害表現(xiàn)為對皮膚粘膜的刺激作用，甲醛在室內(nèi)達到一定濃度時，人就有不適感，大于0.0Sm3的甲醛濃度可引起眼紅、眼癢、咽喉不適或疼痛、聲音撕啞、噴嚏、胸悶、氣喘、皮炎等，新裝修的房間甲醛含量較高，是眾多疾病的主要誘因，同時也是形成霧霾的一類小分子氣體。因此，環(huán)境中甲醛的治理刻不容緩。此外，現(xiàn)有的光觸媒產(chǎn)品大都為粉體和不透明或半透明的懸浮液，不僅影響到基材表觀，而且目前成熟光觸媒產(chǎn)品存在制備條件苛刻、太陽光利用率低、空氣凈化降解效率低、不利于制造、存儲和施工等問題加以解決。
[0004]專利CN101486867A采用納米二氧化鈦、納米磷酸鈦、納米二氧化硅、納米負離子粉配合其他建筑涂料用乳液、消泡劑、偶聯(lián)劑、分散劑及增稠劑、水等組成建筑涂料，用于消除室內(nèi)甲醛、TV0C、苯、氨等空氣污染氣體。該法復(fù)配使用的增稠劑、消泡劑及偶聯(lián)劑等材料均含有一定量的有機成分，對環(huán)境是否造成二次污染值得商榷，也不適合在一些透明度要求高的場合使用。
[0005]專利CN102029168A公開了一種納米焦磷酸氧鈦光觸媒的制備方法。該專利產(chǎn)品呈白色粉狀固體，主要針對有機污染物廢水凈化領(lǐng)域的應(yīng)用，運用于空氣領(lǐng)域的凈化尚需解決負載、成I吳等關(guān)鍵問題。
[0006]日本特開平2004-180195A以四氯化鈦為鈦源，制備了具有一維結(jié)構(gòu)的非晶態(tài)磷酸鈦光觸媒，無色透明，用于空氣中硫化物、氮氧化物及VOC等污染物的降解凈化，也可作為抗菌、抑菌材料使用。該產(chǎn)品對實際使用的噴灑工藝要求高，噴涂一旦出現(xiàn)流掛，成膜后極易形成白色濁斑并粉化脫落，極大的影響基材表觀。
[0007]因此現(xiàn)有的成熟光觸媒產(chǎn)品存在以下缺陷:
現(xiàn)有的納米二氧化鈦分散液缺點:
1)催化降解目標(biāo)多數(shù)瞄準(zhǔn)水體污染物，而非空氣中的污染源；
2)采取“被動接觸降解”模式，光強依賴性大，“有光工作，無光停工”，弱光條件幾乎沒有降解效果，整體凈化效果低；
3)生產(chǎn)設(shè)備及條件要求苛刻，成本高，效率低，產(chǎn)業(yè)化困難； 4)多數(shù)經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)工藝，粉末化產(chǎn)品形態(tài)極大地限制其應(yīng)用領(lǐng)域和范圍；
5)負載成型工藝復(fù)雜，成膜附著力不高，易粉化脫落，無法達到基材表觀要求，成分中不免存在有機物質(zhì)，存在二次污染風(fēng)險。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對上述技術(shù)中存在的不足之處，本發(fā)明提供一種常溫制備、弱光催化凈化、穩(wěn)定性高及施工簡單的用于降解甲醛的納米球狀多孔弱光光觸媒、制備方法及其應(yīng)用。
[0009]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種用于降解甲醛的納米球狀多孔弱光光觸媒，按重量百分比計包括以下原料:鈦源0.2%-30%、醇類溶劑60%-99%、水解抑制劑
0.005%-0.01%、含金屬離子的去離子水0.005%-0.01%、含羥基中強酸10%_40%、含無機分散劑的去離子水1%_5%，該含羥基中強酸內(nèi)含有S12晶種；該光觸媒為納米顆粒透明溶膠液，且其粒徑分布在10-30nm之間，表面為球狀多孔狀分布，比表面積大且平均達300m2/g以上。
[0010]其中，該光觸媒按重量百分比計包括以下原料:鈦源11%-30%、醇類溶劑60%_70%、水解抑制劑0.008%-0.01%、含金屬離子的去離子水0.008%-0.01%、含羥基中強酸15%_40%、含無機分散劑的去離子水2.5%-5%。
[0011]其中，該光觸媒按重量百分比計包括以下原料:鈦源15%、醇類溶劑60%、水解抑制劑0.01%、含金屬離子的去離子水0.01%、含羥基中強酸21%、含無機分散劑的去離子水
3.98%ο
[0012]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種用于降解甲醛的納米球狀多孔弱光光觸媒的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:
步驟1，將0.2%-30%的鈦源與60%-99%的醇類溶劑混合，形成混合液；
步驟2，將0.005%-0.01%的水解抑制劑加入混合液中，進行劇烈的攪拌并同步緩慢的滴入0.005%-0.01%的含金屬離子的去離子水后形成溶膠；
步驟3，停止攪拌該溶膠并陳化形成透明淡藍色凝膠；
步驟4，在常溫條件下將含有S12晶種的10%-40%的含羥基中強酸緩慢的加入凝膠中，并進行解膠和反應(yīng)后，得透明溶液；
步驟5，將透明溶液加入到含有1%-5%的含無機分散劑去離子水中，并攪拌均勻后得到濃縮液；
步驟6，在濃縮液中加入堿液進行pH調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍在2-9之間，且稀釋后得到納米顆粒透明溶膠液，其粒徑分布在10-30nm之間，表面為球狀多孔狀分布，比表面積大且平均達300m2/g 以上。
[0013]其中，所述鈦源為鈦酸正丁酯、四氯化鈦、三氯化鈦、硫酸氧鈦或鈦酸乙酯中的任意一種；所述醇類溶劑中含碳數(shù)量1-4個，且為無水乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、仲丁醇或異丁醇中的任意一種。
[0014]其中，所述含金屬離子的去離子水中的金屬離子為鉍離子、鉻離子、鈣離子、鈉離子、鉀離子中的任意一種。
[0015]其中，所述含羥基中強酸為草酸、硼酸、稀硝酸、磷酸、甲酸中的任意一種。
[0016]其中，所述無機分散劑為焦磷酸鈉、六偏磷酸鈉、聚羥基鈉、鈣碳酸鹽、鎂鈣碳酸鹽中的任意一種；所述水解抑制劑為冰酸酯、乙酰丙酮、濃鹽酸、濃硝酸中的任意一種。
[0017]其中，所述堿液為氫氧化鈉、氫氧化鈣、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉、濃氨水中的任意一種。
[0018]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種納米球狀多孔弱光光觸媒的應(yīng)用，由上述制備方法得到的納米球狀多孔弱光光觸媒在降解甲醛中的應(yīng)用。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的用于降解甲醛的納米球狀多孔弱光光觸媒、制備方法及其應(yīng)用，本發(fā)明具有以下有益效果:
1)本發(fā)明的光觸媒為納米顆粒透明溶膠液，可長期儲存不產(chǎn)生沉淀，施工便利，且成膜附著力好，成膜硬度高，不會粉化脫落，無色透明，能保持基材表觀本色，適合在各類基材表面施工作業(yè)，使用范圍擴大；
2)該光觸媒的表面為球狀多孔狀分布，比表面積大且平均達300m2/g以上，使得該光觸媒具有大平均比表面積，由于強烈的吸附效果，造成污染物局部濃度梯度的形成，加速光觸媒與污染物的接觸頻率，實現(xiàn)材料的主動凈化；且極大的比表面積,改變傳統(tǒng)光觸媒的“被動接觸降解”模式，采用“主動+被動”兩種模式相結(jié)合的工作方式，實現(xiàn)全天候凈化降解，提升效率；
3)該組分中全是無機納米組分，環(huán)境友好，無二次污染，可及時對空氣中的甲醛進行降解，且降解率隨著該光觸媒濃度的增大而變大；
4)以溶膠、凝膠并以含羥基中強酸進行解膠、稀釋工藝為合成要點，實現(xiàn)產(chǎn)品的常溫生產(chǎn)和直接應(yīng)用；
5)在制作工藝中采用含金屬離子的去離子水，實現(xiàn)了金屬離子的參雜，自然可見光利用率提升，弱光條件下降解效果明顯；
6)在制備方法中可根據(jù)場合的需要選擇濃度和PH值，實現(xiàn)了酸堿度及pH值可調(diào)，可擺脫使用場合的限制；
7)該光觸媒生產(chǎn)制備條件溫和、生產(chǎn)安全風(fēng)險小、易實現(xiàn)量產(chǎn)、弱光催化凈化、穩(wěn)定性高，重點針對目前成熟光觸媒產(chǎn)品制備條件苛刻、太陽光利用率低、空氣凈化降解效率低、基材表觀影響大、施工不便等問題加以解決。
[0020]

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明的用于降解甲醛的納米球狀多孔弱光光觸媒的制備方法的流程圖。；
圖2為實驗例一中甲醛的濃度降解的曲線圖；
圖3為實驗例二中甲醛的濃度降解的曲線圖；
圖4為實驗例三中甲醛的濃度降解的曲線圖。
[0022]

【具體實施方式】
[0023]為了更清楚地表述本發(fā)明，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步地描述。
[0024]本發(fā)明的用于降解甲醛的納米球狀多孔弱光光觸媒，按重量百分比計包括以下原料:鈦源0.2%-30%、醇類溶劑60%-99%、水解抑制劑0.005%-0.01%、含金屬離子的去離子水
0.005%-0.01%、含羥基中強酸10%-40%、含無機分散劑的去離子水1%_5%，該含羥基中強酸內(nèi)含有S12晶種；該光觸媒為納米顆粒透明溶膠液，且其粒徑分布在10-30nm之間，表面為球狀多孔狀分布，比表面積大且平均達300m2/g以上。
[0025]在本實施例中，該光觸媒按重量百分比計包括以下原料:鈦源11%_30%、醇類溶劑60%-70%、水解抑制劑0.008%-0.01%、含金屬離子的去離子水0.008%-0.01%、含羥基中強酸15%-40%、含無機分散劑的去離子水2.5%-5%。該光觸媒最佳的重量百分比計為:鈦源15%、醇類溶劑60%、水解抑制劑0.01%、含金屬離子的去離子水0.01%、含羥基中強酸21%、含無機分散劑的去尚子水3.98%ο
[0026]相較于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本發(fā)明提供的用于降解甲醛的納米球狀多孔弱光光觸媒，具有以下優(yōu)勢:
1)本發(fā)明的光觸媒為納米顆粒透明溶膠液，可長期儲存不產(chǎn)生沉淀，施工便利，且成膜附著力好，成膜硬度高，不會粉化脫落，無色透明，能保持基材表觀本色，適合在各類基材表面施工作業(yè)，使用范圍擴大；
2)該光觸媒的表面為球狀多孔狀分布，比表面積大且平均達300m2/g以上，使得該光觸媒具有大平均比表面積，由于強烈的吸附效果，造成污染物局部濃度梯度的形成，加速光觸媒與污染物的接觸頻率，實現(xiàn)材料的主動凈化；且極大的比表面積，改變傳統(tǒng)光觸媒的“被動接觸降解”模式，采用“主動+被動”兩種模式相結(jié)合的工作方式，實現(xiàn)全天候凈化降解，提升效率；
3)該組分中全是無機納米組分，環(huán)境友好，無二次污染，可及時對空氣中的甲醛進行降解，且降解率隨著該光觸媒濃度的增大而變大。
[0027]請參閱圖1，本發(fā)明提供的用于降解甲醛的納米球狀多孔弱光光觸媒的制備方法，包括以下步驟:
步驟SI，將0.2%-30%的鈦源與60%-99%的醇類溶劑混合，形成混合液；該步驟中鈦源為鈦酸正丁酯、四氯化鈦、三氯化鈦、硫酸氧鈦或鈦酸乙酯中的任意一種，醇類溶劑中含碳數(shù)量1-4個，且為無水乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、仲丁醇或異丁醇中的任意一種。
[0028]步驟S2，將0.005%-0.01%的水解抑制劑加入混合液中，進行劇烈的攪拌并同步緩慢的滴入0.005%-0.01%的含金屬離子的去離子水后形成溶膠；該步驟中水解抑制劑為冰酸酯、乙酰丙酮、濃鹽酸、濃硝酸中的任意一種，含金屬離子的去離子水中金屬離子為鉍離子、鉻離子、鈣離子、鈉離子、鉀離子中的任意一種，當(dāng)然金屬離子還可以是鐵離子等其他離子。
[0029]步驟S3，停止攪拌該溶膠并陳化形成透明淡藍色凝膠；以備下一步驟的使用。
[0030]步驟S4，在常溫條件下將含有S12晶種的10%_40%的含羥基中強酸緩慢的加入凝膠中，并進行解膠和反應(yīng)后，得透明溶液；含羥基中強酸為草酸、硝酸、甲酸中的任意一種，當(dāng)然，還可以是其他類型的中強酸，該透明溶液不存在負載問題，且成膜附著力強。
[0031]步驟S5，將透明溶液加入到含有1%_5%的含無機分散劑去離子水中，并攪拌均勻后得到濃縮液；無機分散劑為六偏磷酸鈉、聚羥基鈉、鈣碳酸鹽、鎂鈣碳酸鹽中的任意一種。
[0032]步驟S6，在濃縮液中加入堿液進行pH調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍在2-9之間，且稀釋后得到納米顆粒透明溶膠液，其粒徑分布在10-30nm之間，表面為球狀多孔狀分布，比表面積大且平均達300m2/g以上。堿液為氫氧化鈉、氫氧化鈣、氫氧化鉀、碳酸氫鈉、碳酸鈉、濃氨水中的任意一種，可根據(jù)場合的需要對濃縮液進行PH值調(diào)整，擴大了使用范圍。
[0033]本發(fā)明提供的制備方法，具有以下優(yōu)勢:
1)本方法制備得到的光觸媒為納米顆粒透明溶膠液，可長期儲存不產(chǎn)生沉淀，施工便利，且成膜附著力好，成膜硬度高，不會粉化脫落，無色透明，能保持基材表觀本色，適合在各類基材表面施工作業(yè)，使用范圍擴大；
2)該光觸媒的表面為球狀多孔狀分布，比表面積大且平均達300m2/g以上，使得該光觸媒具有大平均比表面積，由于強烈的吸附效果，造成污染物局部濃度梯度的形成，加速光觸媒與污染物的接觸頻率，實現(xiàn)材料的主動凈化；且極大的比表面積,改變傳統(tǒng)光觸媒的“被動接觸降解”模式，采用“主動+被動”兩種模式相結(jié)合的工作方式，實現(xiàn)全天候凈化降解，提升效率；
3)該組分中全是無機納米組分，環(huán)境友好，無二次污染，可及時對空氣中的甲醛進行降解，且降解率隨著該光觸媒濃度的增大而變大；
4)以溶膠、凝膠并以含羥基中強酸進行解膠、稀釋工藝為合成要點，實現(xiàn)產(chǎn)品的常溫生產(chǎn)和直接應(yīng)用；
5)在制作工藝中采用含金屬離子的去離子水，實現(xiàn)了金屬離子的參雜，自然可見光利用率提升，弱光條件下降解效果明顯；
6)在制備方法中可根據(jù)場合的需要選擇濃度和PH值，實現(xiàn)了酸堿度及pH值可調(diào)，可擺脫使用場合的限制；
7)該光觸媒生產(chǎn)制備條件溫和、生產(chǎn)安全風(fēng)險小、易實現(xiàn)量產(chǎn)、弱光催化凈化、穩(wěn)定性高，重點針對目前成熟光觸媒產(chǎn)品制備條件苛刻、太陽光利用率低、空氣凈化降解效率低、基材表觀影響大、施工不便等問題加以解決。
[0034]本發(fā)明還提供一種納米球狀多孔弱光光觸媒的應(yīng)用，由上述制備方法得到的納米球狀多孔弱光光觸媒在降解甲醛中的應(yīng)用，其應(yīng)用效果明顯，可通過以下三個具體實驗例，說明該光觸媒在降解甲醛的應(yīng)用:
實驗例一一，實驗方法:
1、將一定量濃度為0.5%納米顆粒透明溶膠液樣品噴涂在I平方米的玻璃板上，置放于1.5立方米的玻璃實驗倉內(nèi)，暗室條件下充入一定量的標(biāo)準(zhǔn)濃度的甲醛氣體，并啟動倉內(nèi)空氣循環(huán)泵，當(dāng)倉內(nèi)甲醛濃度穩(wěn)定在510ppb時停止充入甲醛標(biāo)準(zhǔn)氣體。待暗吸附平衡后(過程時間一般為0.5-lh，倉內(nèi)氣體濃度變化小于10ppb/h時視為暗吸附平衡)，在之后的1.5h時間內(nèi)分三次測試內(nèi)甲醛濃度，并記錄。測試完后，開啟倉內(nèi)日光燈(波長范圍400-800nm)照射。每隔半個小時記錄一次箱甲醛濃度。
[0035]2、實驗環(huán)境:溫度20°C、濕度60RH%。
[0036]二，記錄并繪制曲線原始數(shù)據(jù)如下表ifewii]I 甲醛(ppb)_
8:30丨 515_
丨 9:001~513
9:301^12
10:00_ 510_
丨 10:30丨
11:00_ 396_
11:30|^47
[12:00I 303_
I 12:30j 265_
I 13:00丨 217_
丨 13:30丨—ISl
14:00丨 153_
I 14:30丨-141
15:00
15:30j 123_
丨 16:00\~119
16:30丨 105_
丨 17:00「101
I 17:30I 97_
I 18:00丨~^
_ MC始濃度 C末濃度I f\f\0/
3、降解公式|>f/_ ---χ?υ--ο
濃度降解率C始濃度
4、圖2為甲醛的濃度降解的曲線圖。
[0037]實驗例二
一，實驗方法:
1、將一定量濃度為0.2%納米顆粒透明溶膠液樣品噴涂在I平方米的玻璃板上，置放于
1.5立方米的玻璃實驗倉內(nèi)，暗室條件下充入一定量的標(biāo)準(zhǔn)濃度的甲醛氣體，并啟動倉內(nèi)空氣循環(huán)泵，當(dāng)倉內(nèi)甲醛濃度穩(wěn)定在510ppb時停止充入甲醛標(biāo)準(zhǔn)氣體。待暗吸附平衡后(過程時間一般為0.5-lh，倉內(nèi)氣體濃度變化小于10ppb/h時視為暗吸附平衡)，在之后的1.5h時間內(nèi)分三次測試內(nèi)甲醛濃度，并記錄。測試完后，開啟倉內(nèi)日光燈(波長范圍400-800mn)照射。每隔半個小時記錄一次箱甲醛濃度。
[0038]2、實驗環(huán)境:溫度2(TC、濕度60RH%。
[0039]二，記錄并繪制曲線原始數(shù)據(jù)如下表麗11畫(ppb)丨
[8:30『513丨
[9:00Ifs1丨
「9:30『511
10:00_11 508_
10:30Ip?I
[11:00『421丨
11:30\[m
[12:00丨「320
I 12:30[I 296I
「13:001^79Π
[13:30I [262
[14:00『253
[14:30『243I
[15:00[I 235j
I 15:30[I 225I
[16:00『220丨
[16:30『217丨
[17:00I [211丨
[17:30『205I
「Ipoo~|
_.,.C始濃度 C末濃度 f\fYa/
3、降解公式,=-叾-XlOiWo
濃度降解率— 。始濃度
4、圖3為甲醛的濃度降解的曲線圖。
[0040]實驗例三
一，實驗方法:
1、將一定量濃度為0.1%納米顆粒透明溶膠液樣品噴涂在I平方米的玻璃板上，置放于
1.5立方米的玻璃實驗倉內(nèi)，暗室條件下充入一定量的標(biāo)準(zhǔn)濃度的甲醛氣體，并啟動倉內(nèi)空氣循環(huán)泵，當(dāng)倉內(nèi)甲醛濃度穩(wěn)定在510ppb時停止充入甲醛標(biāo)準(zhǔn)氣體。待暗吸附平衡后(過程時間一般為0.5-lh，倉內(nèi)氣體濃度變化小于10ppb/h時視為暗吸附平衡)，在之后的1.5h時間內(nèi)分三次測試內(nèi)甲醛濃度，并記錄。測試完后，開啟倉內(nèi)日光燈(波長范圍400-800nm)照射。每隔半個小時記錄一次箱甲醛濃度。
[0041]2、實驗環(huán)境:溫度20°C、濕度60RH%。
[0042]二，記錄并繪制曲線測試WlU__甲醛(ppb)_
[8:30j 515丨
[9:00I 513丨
「9:30|[ 510
10:00_I 510_
10:30]|~473
[11:00I 442I
11:30][m
[12:00I 374I
I 12:30||~359I
「13:00I 348Π
[13:30j 336
[14:00丨丨329丨
[14:30[j 325I
[15:00I 318j
j 15:30丨 |"--4I
[16:00I 310丨
[16:30j 308丨
[17:00I 306丨
[17:30I 305I
「1_0j 303~|
3、降解公式,_ ^..........=..............X100%
^濃度降解率— C始濃度
4、圖4為甲醛的濃度降解的曲線圖。
[0043]通過上述的三個實驗，得到的結(jié)論是:1)隨著納米顆粒透明溶膠液濃度的增大，其甲醛的濃度降解率就越高；2)甲醛的濃度降解率呈逐漸變大的趨勢變化；3)甲醛在降解過程中反應(yīng)式為CH2O——CO2 +H2O0
[0044]本發(fā)明降解甲醛的原理如下:在有少量水蒸氣的空氣中，當(dāng)能量超過光觸媒禁帶寬度的光子照射在光觸媒表面時，價帶的電子會被激發(fā)到導(dǎo)帶，在導(dǎo)帶形成高活性的電子e_，同時在價帶產(chǎn)生一個帶正電的空穴h+，激發(fā)后產(chǎn)生的電子-空穴對很快從體內(nèi)遷移到表面。
[0045]在光催化氧化空氣中甲醛的反應(yīng)條件下，吸附在光觸媒表面的空氣中的氧氣被光生電子還原為02_，微量水被空穴氧化為OH，兩者為甲醛的深度氧化提供了高活性的氧化劑O2-和OH攻擊甲醛的C一H鍵，與其活潑的H原子產(chǎn)生新自由基，激發(fā)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，最終使甲醛分解為H2O和CO2。)
以上公開的僅為本發(fā)明的幾個具體實施例，但是本發(fā)明并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化都應(yīng)落入本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于降解甲醛的納米球狀多孔弱光光觸媒，其特征在于，按重量百分比計包括以下原料:鈦源0.2%-30%、醇類溶劑60%-99%、水解抑制劑0.005%-0.01%、含金屬離子的去離子水0.005%-0.01%、含羥基中強酸10%-40%、含無機分散劑的去離子水1%_5%，該含羥基中強酸內(nèi)含有S12晶種；該光觸媒為納米顆粒透明溶膠液，且其粒徑分布在10-30nm之間，表面為球狀多孔狀分布，比表面積大且平均達300m2/g以上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于降解甲醛的納米球狀多孔弱光光觸媒，其特征在于，該光觸媒按重量百分比計包括以下原料:鈦源11%_30%、醇類溶劑60%-70%、水解抑制劑0.008%-0.01%、含金屬離子的去離子水0.008%-0.01%、含羥基中強酸15%_40%、含無機分散劑的去離子水2.5%-5%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于降解甲醛的納米球狀多孔弱光光觸媒，其特征在于，該光觸媒按重量百分比計包括以下原料:鈦源15%、醇類溶劑60%、水解抑制劑0.01%、含金屬離子的去離子水0.01%、含羥基中強酸21%、含無機分散劑的去離子水3.98%。
4.一種用于降解甲醛的納米球狀多孔弱光光觸媒的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1，將0.2%-30%的鈦源與60%-99%的醇類溶劑混合，形成混合液； 步驟2，將0.005%-0.01%的水解抑制劑加入混合液中，進行劇烈的攪拌并同步緩慢的滴入0.005%-0.01%的含金屬離子的去離子水后形成溶膠； 步驟3，停止攪拌該溶膠并陳化形成透明淡藍色凝膠； 步驟4，在常溫條件下將含有S12晶種的10%-40%的含羥基中強酸緩慢的加入凝膠中，并進行解膠和反應(yīng)后，得透明溶液； 步驟5，將透明溶液加入到含有1%-5%的含無機分散劑去離子水中，并攪拌均勻后得到濃縮液； 步驟6，在濃縮液中加入堿液進行pH調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍在2-9之間，且稀釋后得到納米顆粒透明溶膠液，其粒徑分布在10-30nm之間，表面為球狀多孔狀分布，比表面積大且平均達300m2/g 以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于降解甲醛的納米球狀多孔弱光光觸媒的制備方法，其特征在于，所述鈦源為鈦酸正丁酯、四氯化鈦、三氯化鈦、硫酸氧鈦或鈦酸乙酯中的任意一種；所述醇類溶劑中含碳數(shù)量1-4個，且為無水乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、仲丁醇或異丁醇中的任意一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于降解甲醛的納米球狀多孔弱光光觸媒的制備方法，其特征在于，所述含金屬離子的去離子水中的金屬離子為鉍離子、鉻離子、鈣離子、鈉離子、鉀離子中的任意一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于降解甲醛的納米球狀多孔弱光光觸媒的制備方法，其特征在于，所述含羥基中強酸為草酸、硼酸、稀硝酸、磷酸、甲酸中的任意一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于降解甲醛的納米球狀多孔弱光光觸媒的制備方法，其特征在于，所述無機分散劑為六偏磷酸鈉、聚羥基鈉、鈣碳酸鹽、鎂鈣碳酸鹽中的任意一種；所述水解抑制劑為冰酸酯、乙酰丙酮、濃鹽酸、濃硝酸中的任意一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于降解甲醛的納米球狀多孔弱光光觸媒的制備方法，其特征在于，所述堿液為氫氧化鈉、氫氧化鈣、氫氧化鉀、碳酸氫鈉、碳酸鈉、濃氨水中的任意一種。
10.一種權(quán)利要求4-9任一項所述的制備方法得到的納米球狀多孔弱光光觸媒，所述納米球狀多孔弱光光觸媒在降解甲醛中的應(yīng)用。
【文檔編號】B01J23/26GK104209145SQ201410252388
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年6月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月9日
【發(fā)明者】不公告發(fā)明人 申請人:深圳市天得一環(huán)境科技有限公司