玻璃箱中，箱子内顶部中心位置悬挂40W的日光灯，箱子内底部侧面位置放置一个用于强化箱体内气体混合均匀的小风扇，箱子的采气口位于其侧壁中心处。打开风扇使气体在密闭箱内循环，再用微量进样器通过进样口注入一定量的甲醛，使之挥发，气体扩散分布均匀后，检测到箱内甲醛的初始浓度为5.0ppm。之后，打开日光灯，每隔30min，对箱内空气取样测试甲醛的浓度变化。甲醛的降解率为光催化反应前后甲醛浓度的变化与光照前甲醛初始浓度之比。
[0027]本实施例制得的粉体光催化剂在紫外灯光照下，对甲醛降解率的测试方法只需将上述测试步骤中的日光灯换做紫外灯即可。
[0028]按卫生部《消毒技术规范》(2002年)2.1.8规定，对样品进行抗菌测试，试验菌为金黄色葡萄球菌(ACC6538)。
[0029]经测定:本实施例制得的粉体光催化剂在日光灯照射下，对甲醛的降解率为80%，紫外灯光照下，对甲醛降解率为87%。
[0030]将本实施例制得的粉体光催化剂掺入培养基中，当培养基含2%的样品时，无光照条件下，对金黄色葡萄球菌的灭菌率为93.4%以上，而在紫外灯照射下灭菌率为99.2%以上。
[0031]实施例2
①量取钛酸异丙酯17mL、无水乙醇40mL、抑制剂三乙醇胺2.5ml，及5ml分散剂聚乙二醇200，均匀混合制得溶液A ；
②量取无水乙醇40mL、蒸馏水1mL(含作为掺杂剂的硫酸镧0.034g)、冰醋酸1ml搅拌下均匀混合制得溶液B;
③将配制好的溶液A放在70°C恒温水浴中磁力搅拌10min ;
④将B液缓慢滴加入搅拌下的A液中，滴定完成时间为30min，得到透明胶体。
[0032]⑤将上述制得的1102溶胶倒入250 mL的烧杯中，磁搅拌下加入硫代硫酸钠4.74go此时，澄清透明的溶胶变成了黄色凝胶，同时有放热现象，反应一段时间后放入干燥箱中烘干24h。
[0033]⑥放入马弗炉中在400°C下煅烧3h，即得硫镧共掺杂纳米二氧化钛。
[0034]对本实施例制得的粉体光催化剂分别在日光灯照射下和紫外灯光照下对甲醛降解率的测试方法以及其对金黄色葡萄球菌的抗菌性能测试的方法与实施例1相同。
[0035]经测定:本实施例制得的粉体光催化剂在日光灯照射下，对甲醛的降解率为77%，紫外灯光照下，对甲醛降解率为85%。
[0036]将本实施例制得的粉体光催化剂掺入培养基中，当培养基含2%的样品时，无光照条件下对金黄色葡萄球菌的灭菌率为94.5%以上，而在紫外灯照射下灭菌率为99.8%以上。
[0037]实施例3
①量取钛酸异丙酯17mL、无水乙醇40mL、抑制剂二乙胺2.5ml，及5ml分散剂聚乙二醇200，均匀混合制得溶液A;
②量取无水乙醇40mL、蒸馏水1mL(含作为掺杂剂的硝酸镧0.2g)、冰醋酸3ml搅拌下均匀混合制得溶液B;
③将配制好的溶液A放在65°C恒温水浴中磁力搅拌10min ;
④将B液缓慢滴加入搅拌下的A液中，滴定完成时间为30min，得到透明胶体。
[0038]⑤将上述制得的1102溶胶倒入250 mL的烧杯中，磁搅拌下加入硫化铵3.96g。此时，澄清透明的溶胶变成了黄色凝胶，同时有放热现象，反应一段时间后放入干燥箱中烘干20ho
[0039]⑥放入马弗炉中在500°C下煅烧3h，即得硫镧共掺杂纳米二氧化钛。
[0040]对本实施例制得的粉体光催化剂分别在日光灯照射下和紫外灯光照下对甲醛降解率的测试方法以及其对金黄色葡萄球菌的抗菌性能测试的方法与实施例1相同。
[0041]经测定:本实施例制得的粉体光催化剂在日光灯照射下，对甲醛的降解率为75%，紫外灯光照下，对甲醛降解率为84%。
[0042]将本实施例制得的粉体光催化剂掺入培养基中，当培养基含2%的样品时，无光照条件下对金黄色葡萄球菌的灭菌率为93.5%以上，而在紫外灯照射下灭菌率为99.6%以上。
[0043]实施例4
①量取钛酸四丁酯20mL、无水乙醇40mL、抑制剂三乙醇胺2.5ml，及5ml分散剂聚乙二醇300，均匀混合制得溶液A ；
②量取无水乙醇40mL、蒸馏水1mL(含作为掺杂剂的硝酸镧0.2g)、冰醋酸5ml搅拌下均匀混合制得溶液B;
③将配制好的溶液A放在70°C恒温水浴中磁力搅拌10min ;
④将B液缓慢滴加入搅拌下的A液中，滴定完成时间为30min，得到透明胶体。
[0044]⑤将上述制得的1102溶胶倒入250 mL的烧杯中，磁搅拌下加入硫代乙酰胺6.75go此时，澄清透明的溶胶变成了黄色凝胶，同时有放热现象，反应一段时间后放入干燥箱中烘干20h。
[0045]⑥放入马弗炉中在450°C下煅烧2 h，即得硫镧共掺杂纳米二氧化钛
对本实施例制得的粉体光催化剂分别在日光灯照射下和紫外灯光照下对甲醛降解率的测试方法以及其对金黄色葡萄球菌的抗菌性能测试的方法与实施例1相同。
[0046]经测定:本实施例制得的粉体光催化剂在日光灯照射下，对甲醛的降解率为81%，紫外灯光照下，对甲醛降解率为86.62%。
[0047]将本实施例制得的粉体光催化剂掺入培养基中，当培养基含2%的样品时，无光照条件下对金黄色葡萄球菌的灭菌率为95%以上，而在紫外灯照射下灭菌率为99.7%以上。
[0048]实施例5
①量取钛酸四丁酯20mL、无水乙醇40mL、抑制剂三乙烯四胺3ml，及5ml分散剂聚乙二醇200，均匀混合制得溶液A ；
②量取无水乙醇40mL、蒸馏水1mL(含作为掺杂剂的硫酸镧0.034g)、冰醋酸6ml搅拌下均匀混合制得溶液B;
③将配制好的溶液A放在50°C恒温水浴中磁力搅拌10min ;
④将B液缓慢滴加入搅拌下的A液中，滴定完成时间为30min，得到透明胶体。
[0049]⑤将上述制得的1102溶胶倒入250 mL的烧杯中，磁搅拌下加入硫脲6.84g。此时，澄清透明的溶胶变成了黄色凝胶，同时有放热现象，反应一段时间后放入干燥箱中烘干18h0
[0050]⑥放入马弗炉中在400°C下煅烧2 h，即得硫镧共掺杂纳米二氧化钛。
[0051]对本实施例制得的粉体光催化剂分别在日光灯照射下和紫外灯光照下对甲醛降解率的测试方法以及其对金黄色葡萄球菌的抗菌性能测试的方法与实施例1相同。
[0052]经测定:本实施例制得的粉体光催化剂在日光灯照射下，对甲醛的降解率为77%，紫外灯光照下，对甲醛降解率为85%。
[0053]将本实施例制得的粉体光催化剂掺入培养基中，当培养基含2%的样品时，无光照条件下对金黄色葡萄球菌的灭菌率为93%以上，而在紫外灯照射下灭菌率为99.5%以上。
【主权项】
1.一种空气净化光催化剂，其特征在于:该催化剂以锐钛矿型二氧化钛为基体，以硫、镧为掺杂成分，其中，硫、镧与二氧化钛的摩尔比为(0.1~2): (0.001-0.015):1,且该催化剂以粉体形式存在。
2.根据权利I所述的一种空气净化光催化剂的制备方法，其特征在于，制备步骤如下: 步骤一:按照钛元素、硫元素和镧元素的摩尔比为1:(0.1-2):(0.001-0.015)的比例分别取钛源、硫源和镧源，备用；将取得的钛源加入无水乙醇中，之后，向得到的混合溶液中加入分散剂和抑制剂，其中，钛源、分散剂、抑制剂与无水乙醇的体积比为(17-20 ):(2.5-3):(4-5):40，充分混合后，得到混合溶液A，备用； 步骤二:将步骤一取得的镧源加入蒸馏水中，制得镧离子浓度为0.006-0.09 mo I.L—1的溶液，之后，向溶液中加入无水乙醇，所加无水乙醇与蒸馏水的体积比为4:1，充分混合后，采用冰醋酸调节所得混合溶液的PH值，得到PH为3~5的混合溶液B，备用； 步骤三:在搅拌条件下，将步骤一制得的混合溶液A置于10~80°C的恒温水浴锅中进行加热lOmin，然后，将步骤二制得的混合溶液B以1_2 mL ^mirT1的滴加速度滴入混合溶液A中，充分反应后，得到透明胶体； 步骤四:在搅拌条件下，向步骤三得到的透明胶体中加入步骤一取得的硫源，充分反应后，得到黄色凝胶，之后，将所得的黄色凝胶置于温度为60~90°C的恒温干燥箱内进行干燥10~36h ； 步骤五:将步骤四干燥后所得的物料置于马弗炉中，在300~550°C的温度下煅烧2~4h，即得到催化剂粉体。
3.根据权利要求2所述的一种空气净化光催化剂，其特征在于:所述的钛源为钛酸四丁酯或钛酸异丙酯中的任意一种。
4.根据权利要求2所述的一种空气净化光催化剂，其特征在于:所述的硫源为硫脲、硫代硫酸钠、硫化铵或硫代乙酰胺中的任意一种。
5.根据权利要求2所述的一种空气净化光催化剂，其特征在于:所述的镧源为硫酸镧或硝酸镧中的任意一种。
6.根据权利要求2所述的一种空气净化光催化剂，其特征在于:在步骤一中，所述的分散剂为聚乙二醇200、聚乙二醇300、聚乙二醇400、吐温20、吐温80或聚氧乙烯十六醚中的任意；所述的抑制剂为三乙醇胺、三乙胺、二乙胺、二亚乙基三胺或三乙烯四胺中的任意一种。
7.根据权利要求2所述的一种空气净化光催化剂，其特征在于:所述步骤三中恒温水浴锅的加热温度为50~80°C。
8.根据权利要求2所述的一种空气净化光催化剂，其特征在于:所述步骤四中恒温干燥箱内的干燥温度为60~80°C，干燥时间为16~24 h。
【专利摘要】一种空气净化光催化剂，该催化剂以锐钛矿型二氧化钛为基体，以硫、镧为掺杂成分，其中，硫、镧与二氧化钛的摩尔比为（0.1~2）：（0.001~0.015）：1，且该催化剂以粉体形式存在。催化剂的制备过程包括将钛源、硫源和镧源按照一定的比例投料，加入分散剂和抑制剂，在10~80℃、PH=2~7条件下水解生成凝胶，恒温干燥箱内干燥，放入马弗炉中灼烧等步骤。本发明制备得的锐钛矿型硫镧共掺杂纳米二氧化钛粉体粒径均匀，颗粒大小可控，而且分散性好。对于空气环境中的甲醛等有害气体具有良好的催化降解净化效果，同时具有良好的抗菌性。
【IPC分类】B01D53-72, A01P1-00, B01D53-86, B01J27-02, A01P3-00, A01N59-16
【公开号】CN104624208
【申请号】CN201510060564
【发明人】张拦, 武亦文, 李秀倜, 王晓娜
【申请人】洛阳理工学院
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年2月5日