玻璃箱中，箱子內(nèi)頂部中心位置懸掛40W的日光燈，箱子內(nèi)底部側(cè)面位置放置一個(gè)用于強(qiáng)化箱體內(nèi)氣體混合均勻的小風(fēng)扇，箱子的采氣口位于其側(cè)壁中心處。打開風(fēng)扇使氣體在密閉箱內(nèi)循環(huán)，再用微量進(jìn)樣器通過進(jìn)樣口注入一定量的甲醛，使之揮發(fā)，氣體擴(kuò)散分布均勻后，檢測(cè)到箱內(nèi)甲醛的初始濃度為5.0ppm。之后，打開日光燈，每隔30min，對(duì)箱內(nèi)空氣取樣測(cè)試甲醛的濃度變化。甲醛的降解率為光催化反應(yīng)前后甲醛濃度的變化與光照前甲醛初始濃度之比。
[0027]本實(shí)施例制得的粉體光催化劑在紫外燈光照下，對(duì)甲醛降解率的測(cè)試方法只需將上述測(cè)試步驟中的日光燈換做紫外燈即可。
[0028]按衛(wèi)生部《消毒技術(shù)規(guī)范》(2002年)2.1.8規(guī)定，對(duì)樣品進(jìn)行抗菌測(cè)試，試驗(yàn)菌為金黃色葡萄球菌(ACC6538)。
[0029]經(jīng)測(cè)定:本實(shí)施例制得的粉體光催化劑在日光燈照射下，對(duì)甲醛的降解率為80%，紫外燈光照下，對(duì)甲醛降解率為87%。
[0030]將本實(shí)施例制得的粉體光催化劑摻入培養(yǎng)基中，當(dāng)培養(yǎng)基含2%的樣品時(shí)，無光照條件下，對(duì)金黃色葡萄球菌的滅菌率為93.4%以上，而在紫外燈照射下滅菌率為99.2%以上。
[0031]實(shí)施例2
①量取鈦酸異丙酯17mL、無水乙醇40mL、抑制劑三乙醇胺2.5ml，及5ml分散劑聚乙二醇200，均勻混合制得溶液A ；
②量取無水乙醇40mL、蒸餾水1mL(含作為摻雜劑的硫酸鑭0.034g)、冰醋酸1ml攪拌下均勻混合制得溶液B;
③將配制好的溶液A放在70°C恒溫水浴中磁力攪拌10min ;
④將B液緩慢滴加入攪拌下的A液中，滴定完成時(shí)間為30min，得到透明膠體。
[0032]⑤將上述制得的1102溶膠倒入250 mL的燒杯中，磁攪拌下加入硫代硫酸鈉4.74go此時(shí)，澄清透明的溶膠變成了黃色凝膠，同時(shí)有放熱現(xiàn)象，反應(yīng)一段時(shí)間后放入干燥箱中烘干24h。
[0033]⑥放入馬弗爐中在400°C下煅燒3h，即得硫鑭共摻雜納米二氧化鈦。
[0034]對(duì)本實(shí)施例制得的粉體光催化劑分別在日光燈照射下和紫外燈光照下對(duì)甲醛降解率的測(cè)試方法以及其對(duì)金黃色葡萄球菌的抗菌性能測(cè)試的方法與實(shí)施例1相同。
[0035]經(jīng)測(cè)定:本實(shí)施例制得的粉體光催化劑在日光燈照射下，對(duì)甲醛的降解率為77%，紫外燈光照下，對(duì)甲醛降解率為85%。
[0036]將本實(shí)施例制得的粉體光催化劑摻入培養(yǎng)基中，當(dāng)培養(yǎng)基含2%的樣品時(shí)，無光照條件下對(duì)金黃色葡萄球菌的滅菌率為94.5%以上，而在紫外燈照射下滅菌率為99.8%以上。
[0037]實(shí)施例3
①量取鈦酸異丙酯17mL、無水乙醇40mL、抑制劑二乙胺2.5ml，及5ml分散劑聚乙二醇200，均勻混合制得溶液A;
②量取無水乙醇40mL、蒸餾水1mL(含作為摻雜劑的硝酸鑭0.2g)、冰醋酸3ml攪拌下均勻混合制得溶液B;
③將配制好的溶液A放在65°C恒溫水浴中磁力攪拌10min ;
④將B液緩慢滴加入攪拌下的A液中，滴定完成時(shí)間為30min，得到透明膠體。
[0038]⑤將上述制得的1102溶膠倒入250 mL的燒杯中，磁攪拌下加入硫化銨3.96g。此時(shí)，澄清透明的溶膠變成了黃色凝膠，同時(shí)有放熱現(xiàn)象，反應(yīng)一段時(shí)間后放入干燥箱中烘干20ho
[0039]⑥放入馬弗爐中在500°C下煅燒3h，即得硫鑭共摻雜納米二氧化鈦。
[0040]對(duì)本實(shí)施例制得的粉體光催化劑分別在日光燈照射下和紫外燈光照下對(duì)甲醛降解率的測(cè)試方法以及其對(duì)金黃色葡萄球菌的抗菌性能測(cè)試的方法與實(shí)施例1相同。
[0041]經(jīng)測(cè)定:本實(shí)施例制得的粉體光催化劑在日光燈照射下，對(duì)甲醛的降解率為75%，紫外燈光照下，對(duì)甲醛降解率為84%。
[0042]將本實(shí)施例制得的粉體光催化劑摻入培養(yǎng)基中，當(dāng)培養(yǎng)基含2%的樣品時(shí)，無光照條件下對(duì)金黃色葡萄球菌的滅菌率為93.5%以上，而在紫外燈照射下滅菌率為99.6%以上。
[0043]實(shí)施例4
①量取鈦酸四丁酯20mL、無水乙醇40mL、抑制劑三乙醇胺2.5ml，及5ml分散劑聚乙二醇300，均勻混合制得溶液A ；
②量取無水乙醇40mL、蒸餾水1mL(含作為摻雜劑的硝酸鑭0.2g)、冰醋酸5ml攪拌下均勻混合制得溶液B;
③將配制好的溶液A放在70°C恒溫水浴中磁力攪拌10min ;
④將B液緩慢滴加入攪拌下的A液中，滴定完成時(shí)間為30min，得到透明膠體。
[0044]⑤將上述制得的1102溶膠倒入250 mL的燒杯中，磁攪拌下加入硫代乙酰胺6.75go此時(shí)，澄清透明的溶膠變成了黃色凝膠，同時(shí)有放熱現(xiàn)象，反應(yīng)一段時(shí)間后放入干燥箱中烘干20h。
[0045]⑥放入馬弗爐中在450°C下煅燒2 h，即得硫鑭共摻雜納米二氧化鈦
對(duì)本實(shí)施例制得的粉體光催化劑分別在日光燈照射下和紫外燈光照下對(duì)甲醛降解率的測(cè)試方法以及其對(duì)金黃色葡萄球菌的抗菌性能測(cè)試的方法與實(shí)施例1相同。
[0046]經(jīng)測(cè)定:本實(shí)施例制得的粉體光催化劑在日光燈照射下，對(duì)甲醛的降解率為81%，紫外燈光照下，對(duì)甲醛降解率為86.62%。
[0047]將本實(shí)施例制得的粉體光催化劑摻入培養(yǎng)基中，當(dāng)培養(yǎng)基含2%的樣品時(shí)，無光照條件下對(duì)金黃色葡萄球菌的滅菌率為95%以上，而在紫外燈照射下滅菌率為99.7%以上。
[0048]實(shí)施例5
①量取鈦酸四丁酯20mL、無水乙醇40mL、抑制劑三乙烯四胺3ml，及5ml分散劑聚乙二醇200，均勻混合制得溶液A ；
②量取無水乙醇40mL、蒸餾水1mL(含作為摻雜劑的硫酸鑭0.034g)、冰醋酸6ml攪拌下均勻混合制得溶液B;
③將配制好的溶液A放在50°C恒溫水浴中磁力攪拌10min ;
④將B液緩慢滴加入攪拌下的A液中，滴定完成時(shí)間為30min，得到透明膠體。
[0049]⑤將上述制得的1102溶膠倒入250 mL的燒杯中，磁攪拌下加入硫脲6.84g。此時(shí)，澄清透明的溶膠變成了黃色凝膠，同時(shí)有放熱現(xiàn)象，反應(yīng)一段時(shí)間后放入干燥箱中烘干18h0
[0050]⑥放入馬弗爐中在400°C下煅燒2 h，即得硫鑭共摻雜納米二氧化鈦。
[0051]對(duì)本實(shí)施例制得的粉體光催化劑分別在日光燈照射下和紫外燈光照下對(duì)甲醛降解率的測(cè)試方法以及其對(duì)金黃色葡萄球菌的抗菌性能測(cè)試的方法與實(shí)施例1相同。
[0052]經(jīng)測(cè)定:本實(shí)施例制得的粉體光催化劑在日光燈照射下，對(duì)甲醛的降解率為77%，紫外燈光照下，對(duì)甲醛降解率為85%。
[0053]將本實(shí)施例制得的粉體光催化劑摻入培養(yǎng)基中，當(dāng)培養(yǎng)基含2%的樣品時(shí)，無光照條件下對(duì)金黃色葡萄球菌的滅菌率為93%以上，而在紫外燈照射下滅菌率為99.5%以上。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種空氣凈化光催化劑，其特征在于:該催化劑以銳鈦礦型二氧化鈦為基體，以硫、鑭為摻雜成分，其中，硫、鑭與二氧化鈦的摩爾比為(0.1~2): (0.001-0.015):1,且該催化劑以粉體形式存在。
2.根據(jù)權(quán)利I所述的一種空氣凈化光催化劑的制備方法，其特征在于，制備步驟如下: 步驟一:按照鈦元素、硫元素和鑭元素的摩爾比為1:(0.1-2):(0.001-0.015)的比例分別取鈦源、硫源和鑭源，備用；將取得的鈦源加入無水乙醇中，之后，向得到的混合溶液中加入分散劑和抑制劑，其中，鈦源、分散劑、抑制劑與無水乙醇的體積比為(17-20 ):(2.5-3):(4-5):40，充分混合后，得到混合溶液A，備用； 步驟二:將步驟一取得的鑭源加入蒸餾水中，制得鑭離子濃度為0.006-0.09 mo I.L—1的溶液，之后，向溶液中加入無水乙醇，所加無水乙醇與蒸餾水的體積比為4:1，充分混合后，采用冰醋酸調(diào)節(jié)所得混合溶液的PH值，得到PH為3~5的混合溶液B，備用； 步驟三:在攪拌條件下，將步驟一制得的混合溶液A置于10~80°C的恒溫水浴鍋中進(jìn)行加熱lOmin，然后，將步驟二制得的混合溶液B以1_2 mL ^mirT1的滴加速度滴入混合溶液A中，充分反應(yīng)后，得到透明膠體； 步驟四:在攪拌條件下，向步驟三得到的透明膠體中加入步驟一取得的硫源，充分反應(yīng)后，得到黃色凝膠，之后，將所得的黃色凝膠置于溫度為60~90°C的恒溫干燥箱內(nèi)進(jìn)行干燥10~36h ； 步驟五:將步驟四干燥后所得的物料置于馬弗爐中，在300~550°C的溫度下煅燒2~4h，即得到催化劑粉體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種空氣凈化光催化劑，其特征在于:所述的鈦源為鈦酸四丁酯或鈦酸異丙酯中的任意一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種空氣凈化光催化劑，其特征在于:所述的硫源為硫脲、硫代硫酸鈉、硫化銨或硫代乙酰胺中的任意一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種空氣凈化光催化劑，其特征在于:所述的鑭源為硫酸鑭或硝酸鑭中的任意一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種空氣凈化光催化劑，其特征在于:在步驟一中，所述的分散劑為聚乙二醇200、聚乙二醇300、聚乙二醇400、吐溫20、吐溫80或聚氧乙烯十六醚中的任意；所述的抑制劑為三乙醇胺、三乙胺、二乙胺、二亞乙基三胺或三乙烯四胺中的任意一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種空氣凈化光催化劑，其特征在于:所述步驟三中恒溫水浴鍋的加熱溫度為50~80°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種空氣凈化光催化劑，其特征在于:所述步驟四中恒溫干燥箱內(nèi)的干燥溫度為60~80°C，干燥時(shí)間為16~24 h。
【專利摘要】一種空氣凈化光催化劑，該催化劑以銳鈦礦型二氧化鈦為基體，以硫、鑭為摻雜成分，其中，硫、鑭與二氧化鈦的摩爾比為（0.1~2）：（0.001~0.015）：1，且該催化劑以粉體形式存在。催化劑的制備過程包括將鈦源、硫源和鑭源按照一定的比例投料，加入分散劑和抑制劑，在10~80℃、PH=2~7條件下水解生成凝膠，恒溫干燥箱內(nèi)干燥，放入馬弗爐中灼燒等步驟。本發(fā)明制備得的銳鈦礦型硫鑭共摻雜納米二氧化鈦粉體粒徑均勻，顆粒大小可控，而且分散性好。對(duì)于空氣環(huán)境中的甲醛等有害氣體具有良好的催化降解凈化效果，同時(shí)具有良好的抗菌性。
【IPC分類】B01D53-72, A01P1-00, B01D53-86, B01J27-02, A01P3-00, A01N59-16
【公開號(hào)】CN104624208
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510060564
【發(fā)明人】張攔, 武亦文, 李秀倜, 王曉娜
【申請(qǐng)人】洛陽理工學(xué)院
【公開日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2015年2月5日