一种利用可见光和红外光降解室内有毒气体的窗玻璃喷剂的制备方法与流程

文档序号:12048347阅读:481来源:国知局

本发明涉及窗玻璃用光催化喷剂领域,涉及一种可以利用可见光和红外光降解室内有毒气体的窗玻璃喷剂的制备方法。



背景技术:

随着生活水平的提高,在新房、办公场所等在入住或使用之前,进行装修已经成为必不可少的一步。但是,由于装修过程中所使用的装修材料不合格等原因,会引入包括甲醛、苯、二甲苯等挥发性有机物气体。这些有毒气体混合在空气中,通过呼吸道进入人体,对人体产生各种不良影响。据称,苯、甲醛、氨、三氯乙烯这些室内空气污染物会导致人体35.7%的呼吸道疾病,22%的慢性肺病和15%的气管炎、支气管炎和肺癌,它导致的是多系统、多器官、多组织、多细胞、多基因的损害。所以,室内空气中有毒气体的清除已经是每一个家庭必须重视的内容。

为了采光和封闭,窗户是住房、办公等场所的必需品;为了采光,窗户玻璃更是广泛应用。每天从清晨到黄昏,大量的自然光会不断从窗外通过玻璃入射到建筑内部。如果能开发出可以响应自然光能的光催化喷剂,直接喷到窗户玻璃室内表面,就可以直接利用这些光能来降解室内有毒气体,这将是比吸附等方法更为绿色和环保的途径。太阳光能量中,紫外光占太阳光总能量4%左右,大部分的太阳光能量都分布在可见光区(约48%)和近红外光区(约44%),所以有必要开发可吸收可见光和红外光的窗玻璃喷剂。

目前,常见的光催化材料是TiO2,但是TiO2的禁带宽度(3.2 eV)比较大,只能吸收太阳光中的紫外光;并且,窗玻璃对紫外光的透过率较低,所以引入TiO2的玻璃喷剂利用太阳光能比例较低,有必要开发能够利用可见光和红外光降解室内有毒气体的窗玻璃喷剂。

与TiO2相比,BiOBr的禁带宽度较小(2.8 eV),可以更高效地利用可见光;另外,通过Yb和Er稀土离子掺杂,可以将近红外光上转换为可见光,从而Bi0.895Yb0.1Er0.005OBr材料具有更宽的光谱响应范围,即可以吸收并利用可见和红外光的能量。

针对以上问题,本发明将Bi0.895Yb0.1Er0.005OBr等引入到玻璃喷剂材料中,所得玻璃喷剂就可以利用可见光和红外光降解室内有毒气体。



技术实现要素:

本发明提供了一种可以利用可见光和红外光降解室内有毒气体的玻璃喷剂的制备方法,通过该方法制备的玻璃喷剂不仅可以利用可见光,还可以利用红外光,达到更加快速地降解室内有毒气体的目的。

为了实现上述任务,本发明采取如下的技术解决方案:

(1)将粒径为70~200 nm的Bi0.895Yb0.1Er0.005OBr光催化剂和硅酸钠加入到去离子水中,搅拌均匀后超声10分钟;各原料用量为:Bi0.895Yb0.1Er0.005OBr光催化剂0.05~0.15%,硅酸钠1~5%,聚丙烯酸钠 3~8%,其它为去离子水。

(2)将适量聚丙烯酸钠加入至上述悬浮液中,超声10分钟,即可得到可以利用可见光和红外光降解室内有毒气体的窗玻璃喷剂。

本发明公开了一种可以利用可见光和红外光降解室内有毒气体的窗玻璃喷剂的制备方法,其步骤如下:(1)将Bi0.895Yb0.1Er0.005OBr光催化剂和硅酸钠加入到去离子水中,搅拌均匀后超声10分钟;(2)将适量聚丙烯酸钠加入至上述悬浮液中,超声10分钟,即可得到可以利用可见光和红外光降解室内有毒气体的窗玻璃喷剂。(3)各原料用量为:Bi0.895Yb0.1Er0.005OBr光催化剂0.05~0.15%,硅酸钠1~5%,聚丙烯酸钠 3~8%,其它为去离子水。通过本发明方法生产的玻璃喷剂材料可以直接喷涂于窗玻璃室内表面上,不仅可以利用窗外进来的的可见光,还可以利用入射的红外光有效分解室内的甲醛等有毒气体。

本发明具有如下有益效果:

用本发明的方法制备的玻璃喷剂使用方便,可以直接喷于窗玻璃室内表面,使用方便;另外,不仅可以利用可见光,还可以利用红外光,可获得更加快速地降解室内有毒气体的效果。

附图说明

图1为实施例1所制得的喷剂与其它类型喷剂对甲醛的降解能力对比。测试条件如下:在0.3 m3的密闭空间内,放入5 mL甲醛,取1 g喷剂喷在200 cm2的玻璃表面上;在25℃一个大气压下黑暗中静置10小时,然后打开光源(可见光:带有紫外光滤光片的氙灯;红外光:红外灯。)照射24小时,测试空间空气中甲醛的含量,计算喷剂的降解能力。

具体实施方式

为了显示本发明的实质性特点和显著进步,用下列非限定性实施例进一步说明实施方式及效果。

实施例中所用原料皆可从市场购买。Bi0.895Yb0.1Er0.005OBr光催化剂可采用专利(申请号:201610101128.6)中报导方法制备。

实施例1

(1)称量0.1 g平均粒径为150 nm的Bi0.895Yb0.1Er0.005OBr光催化剂和3 g硅酸钠,加入到91.9 g水中,搅拌均匀后超声10分钟。

(2)称量5 g聚丙烯酸钠加入到上述悬浮液中,超声10分钟,即可得到可以利用可见光和红外光降解室内有毒气体的窗玻璃喷剂。

实施例1所得窗玻璃喷剂与含同比例的TiO2光降解性能对比见图1。可以看出,在可见光照射下,实施例1所得窗玻璃喷剂具有更好的降解能力;而在红外光下:TiO2喷剂根本不会降解甲醛,而实施例1所得喷剂却可以降解甲醛。

实施例2

(1)称量0.05 g平均粒径为70 nm的Bi0.895Yb0.1Er0.005OBr光催化剂和1 g硅酸钠,加入到90.95 g水中,搅拌均匀后超声10分钟。

(2)称量8 g聚丙烯酸钠加入到上述悬浮液中,超声10分钟,即可得到可以利用可见光和红外光降解室内有毒气体的窗玻璃喷剂。

实施例3

(1)称量0.15 g平均粒径为200 nm的Bi0.895Yb0.1Er0.005OBr光催化剂和5 g硅酸钠,加入到91.85 g水中,搅拌均匀后超声10分钟。

(2)称量3 g聚丙烯酸钠加入到上述悬浮液中,超声10分钟,即可得到可以利用可见光和红外光降解室内有毒气体的窗玻璃喷剂。

当然,本发明的上述实施例仅为说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的具体实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述举例的基础上还可以做其他不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以详细举例。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

该专利的研发受到山东省高等学校科技计划(J15LA10)的资助。

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