一种具有复合多层结构光催化环境净化材料的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种具有复合多层结构光催化环境净化材料，由内向外依次包括基材层、中间保护层、日光/红外响应层、量子过渡层和量子尺寸效应光催化层。基材层是载体；20~40nm的中间保护层保护基材；20nm~10μm的日光/红外响应层由日光响应部分、红外响应部分组成，日光响应部分为可见光催化材料，红外响应部分为红外响应材料，此层可响应光辐射而产生光生电子；2~10nm的量子过渡层为电子传导材料；5~10nm的量子尺寸效应光催化层为量子尺寸光催化材料，可接受由量子过渡层转移而来的电子，产生光催化能力。本实用新型使用多种材料，利用传导介质进行电子传输，提升了催化效果，延长了催化剂的寿命，同时保护了基材。
【专利说明】
一种具有复合多层结构光催化环境净化材料
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种具有复合多层结构光催化环境净化材料，属于环境净化领域，可应用于水质、空气净化。
【背景技术】
[0002]城市黑臭水体污染不仅严重影响生态环境，也影响市民的生活、城市形象。近一段时间，从国家高层到地方政府决心加大力度整治黑臭水体。水质处理技术主要包括物理法、化学法、生物法等，实际应用时通过各项具体技术的搭配进行治理应用。光催化法属于化学法，但又不同于传统的直接向水体中投放化学试剂的方法，它吸收太阳光生成光生电子-光生空穴，然后再经过一系列的反应，对水中的污染物质进行催化降解，进而使水体臭味消除、透明度提高，因此光催化为一项绿色的水质净化技术。
[0003]但是在光催化应用于实际的过程中仍然存在诸多问题:单独使用光催化剂有时不能有效利用太阳光能;有些催化剂单独使用时寿命短，容易失活;在实际应用中光催化剂使用时不加保护层，导致某些易光催化降解的基材被破坏。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于针对上述存在的缺陷而提供一种具有复合多层结构光催化环境净化材料，能够通过高效的电子传输，产生出色的光催化效果。
[0005]为了解决以上的技术问题，本实用新型的技术方案为:
[0006]—种具有复合多层结构光催化环境净化材料由内向外依次包括基材层、中间保护层、日光/红外响应层、量子过渡层和量子尺寸效应光催化层。
[0007]进一步地，所述的中间保护层的厚度为20?40nm。
[0008]进一步地，所述的日光/红外响应层的厚度为20nm?ΙΟμπι，所述的日光/红外响应层由日光响应部分、红外响应部分组成，其中，日光响应部分为可见光催化材料，红外响应部分为红外响应材料。
[0009]进一步地，所述的量子过渡层为厚度为2?1nm的电子传导材料。
[0010]进一步地，所述的量子尺寸效应光催化层为厚度为5?1nm的量子尺寸光催化材料。
[0011]所述的基材层形式不定，可以是平面状、原柱状、球状等，其外部的催化剂层也根据其形状改变，但外层都保持按上述顺序依次覆盖内层。所述的基材层起到支撑外部光催化层的作用。所述的中间保护层是当基材是某些易被光催化降解的物质，例如某些塑料，就可以起到分离保护的作用，同时所述的中间层本身化学性质稳定，不易被光催化降解。所述的日光/红外响应层可以接受到穿透外层的可见光或红外辐射，进而激发出光生电子，而这些光生电子可以经所述的量子过渡层高效地传输至所述的量子尺寸效应光催化层，引起最外的光催化层的光催化反应。而所述的量子尺寸效应光催化层性质稳定、催化寿命长，但本身不能对可见光或红外辐射进行有效的响应。
[0012]通过采用上述技术方案的优势在于:利用电子高效传导介质进行光生电子的传输，促进了光生电子和光生空穴的分离，提升了光催化效果，延长了光催化剂的寿命，同时使用保护层有效保护基材。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型复合多层结构光催化环境净化材料实施例的结构图；
[0014]附图标记:1、基材层;2、中间保护层;3、日光响应层;4、量子过渡层;5、量子尺寸效应光催化层。
【具体实施方式】
[0015]参照图1对本实用新型复合多层结构光催化环境净化材料实施例做进一步说明。
[0016]如图1所示，一种具有复合多层结构光催化环境净化材料由内向外依次包括基材层1、中间保护层2、日光/红外响应层3、量子过渡层4和量子尺寸效应光催化层5，材料剖面为平面状。所述的中间保护层2的厚度为20?40nm;所述的日光/红外响应层的厚度为20nm?ΙΟμπι，所述的日光/红外响应层由日光响应部分、红外响应部分组成，其中，日光响应部分为可见光催化材料，红外响应部分为红外响应材料;所述的量子过渡层4为厚度为2?1nm的电子传导材料;所述的量子尺寸效应光催化层5为厚度为5?1nm的量子尺寸光催化材料。
[0017]所述的基材层I具有一定的机械强度，同时作为外层光催化层的载体;所述的中间保护层2保护基材层I不被光催化降解;纳米薄层透明，日光可以射入所述的日光/红外响应层3，这样日光/红外响应层3可以对日光中的可见光波段进行响应，进而产生大量的光生电子，再由量子过渡层4进行有效地传输至量子尺寸效应光催化层5，可以进行可见光催化反应。光催化层5因为含有量子尺寸效应的光催化材料，因此不同于尺寸纳米材料，这样的光催化材料在声、光、电方面的性能优异，电子传输效率更高，光生电子-光生空穴的分离程度提尚，使得光催化反应效率也提尚。
[0018]以上虽然结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行了描述，但并非对实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种具有复合多层结构光催化环境净化材料，其特征在于:由内向外依次包括基材层、中间保护层、日光/红外响应层、量子过渡层和量子尺寸效应光催化层。2.根据权利要求1所述的光催化环境净化材料，其特征在于:中间保护层的厚度为20?40nmo3.根据权利要求1所述的光催化环境净化材料，其特征在于:日光/红外响应层的厚度为20nm?I Ομπι，所述的日光/红外响应层由日光响应部分、红外响应部分组成，其中，日光响应部分为可见光催化材料，红外响应部分为红外响应材料。4.根据权利要求1所述的光催化环境净化材料，其特征在于:量子过渡层为厚度为2?I Onm的电子传导材料。5.根据权利要求1所述的光催化环境净化材料，其特征在于:量子尺寸效应光催化层为厚度为5?1nm的量子尺寸光催化材料。
【文档编号】C02F1/30GK205587002SQ201620274074
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年4月6日
【发明人】冯冠华, 仇健, 冯嘉炜
【申请人】冯冠华