本发明涉及空气净化
技术领域：
，具体涉及高效空气净化光触媒过滤网及其制备方法。
背景技术：
：人们在室内和车内的时间大约为80％以上，然而室内或车内挥发性污染物如甲苯、苯、甲醛等的浓度越来越高，各种挥发性污染物会严重影响着人们的身体健康，这些都导致了人们对空气净化产品越来越关注。常见的空气净化产品主要分为以下几类：活性炭吸附、光触媒降解、静电吸附、紫外照射、负离子技术和臭氧技术等等多类产品，其中静电吸附的价格高，结构复杂且产生的一定浓度的臭氧对人体有危害；紫外照射除了可以净化空气，但同时也对人体的皮肤和眼睛造成伤害，也存在一定的危害；负离子技术由于发生器尖端容易聚集灰尘而导致性能降低，同时也可能带来二次污染；臭氧技术需要达到一定浓度才能获得一定的净化效果，但与此同时也会对人体产生一定的危害。市面上使用最多的空气净化产品主要为活性炭吸附和光触媒降解两大类，然而活性炭吸附由活性炭存在容量限制，容易达到吸附饱和，且活性炭不具备主动吸附的功能，净化效果实则有限；而光触媒降解由于其光催化技术降解效率高、环保节能、应用方便，更备受关注。光触媒是一种具有光催化功能的光半导体材料的总称，它涂布于基材表面，在紫外光线的作用下，产生强烈催化降解功能，能有效地降解空气中有毒有害气体，而自身不发生化学变化；能有效杀灭多种细菌，并能将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理；同时还具备除臭、抗污、净化空气等功能。目前市场上广泛使用的光触媒材料的主要原料为二氧化钛，其不仅具有很高的光催化活性，尤其针对一些难降解的持久性有机污染物去除效果好，且具有耐酸碱腐蚀、耐化学腐蚀、无毒等优点，具有较高的性价比。二氧化钛的光催化降解反应过程的机制主要为以下几个方面：(1)被光照射激发产生光生电子和空穴；(2)水、氧气和污染物被吸附在光催化剂表面；(3)生成强氧化剂--羟基自由基(·OH)和超氧自由基(·O2-)；(4)空穴和氢氧根自由基均具有很强的氧化能力，几乎能将所有构成有机物分子的化学键切断分解，从而实现催化分解污染物。大量的研究表明，二氧化钛的光催化活性受TiO2晶型、粒径、比表面积、晶格缺陷、外界氧气、水的含量以及光源等因素的影响。光触媒过滤网是负载了光触媒材料的过滤网，其主要应用于空气净化器等产品中。然而现有技术中，光触媒过滤网中的光触媒材料的附着力较弱，在外界环境的作用下容易脱落，降低催化降解效率；此外，附着的光触媒材料的实际颗粒尺寸较大，导致实际光催化有效接触面积较小和催化效率不高，降低了光触媒材料的利用率，这些都不能满足实际应用要求，因此对于一种高效空气净化光触媒过滤网有待进一步研究和开发。技术实现要素：本发明的目的在于提供高效空气净化光触媒过滤网及其制备方法，旨在解决现有技术的不足。本发明公开了高效空气净化光触媒过滤网，包括过滤网基材，所述过滤网基材上设有光催化剂，所述光催化剂由如下重量份数的组分组成：二氧化钛7-20份、钼氧化物0.3-2份、铈氧化物0.2-1.6份、镧氧化物0.1-1.8份、镍氧化物0.2-1.1份、铂氧化物0.05-0.18份、二氧化硅3-14份、纳米二氧化锡5-12份、硅胶粉5-18份、氧化铝3-9份、海泡石8-18份、乙酰丙酮铁0.5-3份、三联吡啶氯化钌1-2份；所述二氧化硅、硅胶粉、氧化铝、海泡石的平均粒径均小于100目。优选地，所述的高效空气净化光触媒过滤网，所述光催化剂由如下重量份数的组分组成：所述过滤网基材上设有光催化剂，所述光催化剂由如下重量份数的组分组成：二氧化钛16份、钼氧化物0.5份、铈氧化物0.7份、镧氧化物0.3份、镍氧化物0.5份、铂氧化物0.08份、二氧化硅12份、纳米二氧化锡9份、硅胶粉15份、氧化铝7份、海泡石13份、乙酰丙酮铁0.8份、三联吡啶氯化钌1.3份；所述二氧化硅、硅胶粉、氧化铝、海泡石的平均粒径均小于100目。优选地，所述过滤网基材的材质为由拉丝的金属、拉丝的合金、天然纤维或合成纤维。优选地，所述过滤网基材的材质为铝、镍、氧化铝纤维或发泡网布。本发明还公开了上述高效空气净化光触媒过滤网的制备方法，包括以下制备步骤：(1)将钛酸丁酯加入到无水乙醇中，搅拌1-3小时，得到溶液I，所述钛酸丁酯与无水乙醇的体积比为1∶3-5；(2)将无水乙醇、硝酸溶液、去离子水混合均匀，加入正硅酸乙酯，搅拌0.5-1小时，再加入纳米二氧化锡，搅拌1-2小时，得到溶液II，所述无水乙醇、硝酸溶液、去离子水、正硅酸乙酯的质量比为50∶2.2∶14∶0.5-1.5；(3)将钼硝酸盐、铈硝酸盐、镧硝酸盐、镍硝酸盐、铂硝酸盐，加入到冰醋酸中，搅拌均匀，得到溶液III，所述钼硝酸盐与冰醋酸的质量比为0.5-2∶85；(4)在搅拌状态下，将溶液III滴加到溶液I中，滴加完毕后搅拌5-10min；(5)在搅拌状态下，将溶液II滴加到溶液I中，滴加完毕后搅拌5-15min；(6)将硅胶粉、氧化铝、海泡石加入到溶液I中，搅拌均匀，静置30-60min备用，得到溶液IV；(7)将过滤网基材置于40-60℃的体积比为10∶1的15wt.％硝酸和双氧水混合溶液中，浸泡3-20min，洗涤干净烘干，得到预处理过滤网基材；(8)将步骤(7)中预处理过滤网基材置于步骤(6)中的溶液IV中，静置30s-5min，以1mm/s-10mm/s的速度垂直取出，在80-90℃下干燥至无粘着物后，先在180-350℃温度条件下煅烧1-3小时，然后在400-700℃下煅烧1-5小时，得到半成品；(9)将乙酰丙酮铁、三联吡啶氯化钌置于无水乙醇溶液，其乙酰丙酮铁、三联吡啶氯化钌与无水乙醇的质量比为0.2∶0.6∶38，然后再喷洒在步骤(8)中的半成品的正反两面上，干燥，即得成品。优选地，所述步骤(8)先在240℃温度条件下煅烧1小时，然后在620℃下煅烧3小时。优选地，所述步骤(8)静置1min，以4mm/s的速度垂直取出。优选地，所述步骤(1)中所述钛酸丁酯与无水乙醇的体积比为1∶3.5；所述步骤(2)中所述无水乙醇、硝酸溶液、去离子水、正硅酸乙酯的质量比为50∶2.2∶14∶0.9；所述步骤(3)中所述钼硝酸盐与冰醋酸的质量比为1.3∶85。由于采用了以上技术方案，本发明的有益效果是：本发明制备的光触媒过滤网的脱落率低于0.06％，表现出良好的附着性能，稳定性好，具有良好的应用价值。此外，本发明制备的光触媒过滤网上的光催化剂的比表面积大于159m2/g，较大的比表面积会增加光催化剂材料与污染有机物的反应接触面积，提高光催化剂的利用率和催化效率。本发明制备的光触媒过滤网对乙醛、苯以及甲醛的去除率均大于90％，光催化性能非常好，市场应用前景广阔。具体实施方式下面结合具体实施例，对本发明作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。实施例1高效空气净化光触媒过滤网，包括过滤网基材，所述过滤网基材上设有光催化剂，所述光催化剂由如下重量份数的组分组成：二氧化钛7份、钼氧化物0.3份、铈氧化物0.2份、镧氧化物0.1份、镍氧化物0.2份、铂氧化物0.05份、二氧化硅3份、纳米二氧化锡5份、硅胶粉5份、氧化铝3份、海泡石8份、乙酰丙酮铁0.5份、三联吡啶氯化钌1份；所述二氧化硅、硅胶粉、氧化铝、海泡石的平均粒径均小于100目。所述过滤网基材的材质为由拉丝的金属、拉丝的合金、天然纤维或合成纤维。优选地，所述过滤网基材的材质为铝、镍、氧化铝纤维或发泡网布。在本实施例中，所述过滤网基材为氧化铝基材。上述高效空气净化光触媒过滤网的制备方法，包括以下制备步骤：(1)将钛酸丁酯加入到无水乙醇中，搅拌1小时，得到溶液I，所述钛酸丁酯与无水乙醇的体积比为1∶3；(2)将无水乙醇、硝酸溶液、去离子水混合均匀，加入正硅酸乙酯，搅拌0.5-1小时，再加入纳米二氧化锡，搅拌1小时，得到溶液II，所述无水乙醇、硝酸溶液、去离子水、正硅酸乙酯的质量比为50∶2.2∶14∶0.5；(3)将钼硝酸盐、铈硝酸盐、镧硝酸盐、镍硝酸盐、铂硝酸盐，加入到冰醋酸中，搅拌均匀，得到溶液III，所述钼硝酸盐与冰醋酸的质量比为0.5∶85；(4)在搅拌状态下，将溶液III滴加到溶液I中，滴加完毕后搅拌5min；(5)在搅拌状态下，将溶液II滴加到溶液I中，滴加完毕后搅拌5min；(6)将硅胶粉、氧化铝、海泡石加入到溶液I中，搅拌均匀，静置30min备用，得到溶液IV；(7)将过滤网基材置于40℃的体积比为10∶1的15wt.％硝酸和双氧水混合溶液中，浸泡3min，洗涤干净烘干，得到预处理过滤网基材；(8)将步骤(7)中预处理过滤网基材置于步骤(6)中的溶液IV中，静置30s，以1mm/s的速度垂直取出，在80℃下干燥至无粘着物后，先在180℃温度条件下煅烧1小时，然后在400℃下煅烧5小时，得到半成品；(9)将乙酰丙酮铁、三联吡啶氯化钌置于无水乙醇溶液，其乙酰丙酮铁、三联吡啶氯化钌与无水乙醇的质量比为0.2∶0.6∶38，然后再喷洒在步骤(8)中的半成品的正反两面上，干燥，即得成品。实施例2高效空气净化光触媒过滤网，包括过滤网基材，所述过滤网基材上设有光催化剂，所述光催化剂由如下重量份数的组分组成：二氧化钛13份、钼氧化物1.1份、铈氧化物0.9份、镧氧化物1.4份、镍氧化物0.6份、铂氧化物0.11份、二氧化硅8份、纳米二氧化锡9份、硅胶粉11份、氧化铝6份、海泡石12份、乙酰丙酮铁1.8份、三联吡啶氯化钌1.5份；所述二氧化硅、硅胶粉、氧化铝、海泡石的平均粒径均小于100目。所述过滤网基材的材质为由拉丝的金属、拉丝的合金、天然纤维或合成纤维。优选地，所述过滤网基材的材质为铝、镍、氧化铝纤维或发泡网布。在本实施例中，所述过滤网基材为氧化铝基材。上述高效空气净化光触媒过滤网的制备方法，包括以下制备步骤：(1)将钛酸丁酯加入到无水乙醇中，搅拌2小时，得到溶液I，所述钛酸丁酯与无水乙醇的体积比为1∶4；(2)将无水乙醇、硝酸溶液、去离子水混合均匀，加入正硅酸乙酯，搅拌0.5小时，再加入纳米二氧化锡，搅拌1.5小时，得到溶液II，所述无水乙醇、硝酸溶液、去离子水、正硅酸乙酯的质量比为50∶2.2∶14∶1；(3)将钼硝酸盐、铈硝酸盐、镧硝酸盐、镍硝酸盐、铂硝酸盐，加入到冰醋酸中，搅拌均匀，得到溶液III，所述钼硝酸盐与冰醋酸的质量比为1.2∶85；(4)在搅拌状态下，将溶液III滴加到溶液I中，滴加完毕后搅拌7min；(5)在搅拌状态下，将溶液II滴加到溶液I中，滴加完毕后搅拌10min；(6)将硅胶粉、氧化铝、海泡石加入到溶液I中，搅拌均匀，静置45min备用，得到溶液IV；(7)将过滤网基材置于50℃的体积比为10∶1的15wt.％硝酸和双氧水混合溶液中，浸泡11min，洗涤干净烘干，得到预处理过滤网基材；(8)将步骤(7)中预处理过滤网基材置于步骤(6)中的溶液IV中，静置30s-5min，以5mm/s的速度垂直取出，在85℃下干燥至无粘着物后，先在260℃温度条件下煅烧2小时，然后在550℃下煅烧3小时，得到半成品；(9)将乙酰丙酮铁、三联吡啶氯化钌置于无水乙醇溶液，其乙酰丙酮铁、三联吡啶氯化钌与无水乙醇的质量比为0.2∶0.6∶38，然后再喷洒在步骤(8)中的半成品的正反两面上，干燥，即得成品。实施例3高效空气净化光触媒过滤网，包括过滤网基材，所述过滤网基材上设有光催化剂，所述光催化剂由如下重量份数的组分组成：二氧化钛20份、钼氧化物2份、铈氧化物1.6份、镧氧化物1.8份、镍氧化物1.1份、铂氧化物0.18份、二氧化硅14份、纳米二氧化锡12份、硅胶粉18份、氧化铝9份、海泡石18份、乙酰丙酮铁3份、三联吡啶氯化钌2份；所述二氧化硅、硅胶粉、氧化铝、海泡石的平均粒径均小于100目。所述过滤网基材的材质为由拉丝的金属、拉丝的合金、天然纤维或合成纤维。优选地，所述过滤网基材的材质为铝、镍、氧化铝纤维或发泡网布。在本实施例中，所述过滤网基材为氧化铝基材。上述高效空气净化光触媒过滤网的制备方法，包括以下制备步骤：(1)将钛酸丁酯加入到无水乙醇中，搅拌3小时，得到溶液I，所述钛酸丁酯与无水乙醇的体积比为1∶5；(2)将无水乙醇、硝酸溶液、去离子水混合均匀，加入正硅酸乙酯，搅拌0.5-1小时，再加入纳米二氧化锡，搅拌2小时，得到溶液II，所述无水乙醇、硝酸溶液、去离子水、正硅酸乙酯的质量比为50∶2.2∶14∶1.5；(3)将钼硝酸盐、铈硝酸盐、镧硝酸盐、镍硝酸盐、铂硝酸盐，加入到冰醋酸中，搅拌均匀，得到溶液III，所述钼硝酸盐与冰醋酸的质量比为2∶85；(4)在搅拌状态下，将溶液III滴加到溶液I中，滴加完毕后搅拌10min；(5)在搅拌状态下，将溶液II滴加到溶液I中，滴加完毕后搅拌15min；(6)将硅胶粉、氧化铝、海泡石加入到溶液I中，搅拌均匀，静置60min备用，得到溶液IV；(7)将过滤网基材置于60℃的体积比为10∶1的15wt.％硝酸和双氧水混合溶液中，浸泡20min，洗涤干净烘干，得到预处理过滤网基材；(8)将步骤(7)中预处理过滤网基材置于步骤(6)中的溶液IV中，静置5min，以10mm/s的速度垂直取出，在90℃下干燥至无粘着物后，先在350℃温度条件下煅烧1-3小时，然后在700℃下煅烧1小时，得到半成品；(9)将乙酰丙酮铁、三联吡啶氯化钌置于无水乙醇溶液，其乙酰丙酮铁、三联吡啶氯化钌与无水乙醇的质量比为0.2∶0.6∶38，然后再喷洒在步骤(8)中的半成品的正反两面上，干燥，即得成品。实施例4高效空气净化光触媒过滤网，包括过滤网基材，所述过滤网基材上设有光催化剂，所述光催化剂由如下重量份数的组分组成：二氧化钛16份、钼氧化物0.5份、铈氧化物0.7份、镧氧化物0.3份、镍氧化物0.5份、铂氧化物0.08份、二氧化硅12份、纳米二氧化锡9份、硅胶粉15份、氧化铝7份、海泡石13份、乙酰丙酮铁0.8份、三联吡啶氯化钌1.3份；所述二氧化硅、硅胶粉、氧化铝、海泡石的平均粒径均小于100目。所述过滤网基材的材质为由拉丝的金属、拉丝的合金、天然纤维或合成纤维。优选地，所述过滤网基材的材质为铝、镍、氧化铝纤维或发泡网布。在本实施例中，所述过滤网基材为氧化铝基材。上述高效空气净化光触媒过滤网的制备方法，包括以下制备步骤：(1)将钛酸丁酯加入到无水乙醇中，搅拌1小时，得到溶液I，所述钛酸丁酯与无水乙醇的体积比为1∶3.5；(2)将无水乙醇、硝酸溶液、去离子水混合均匀，加入正硅酸乙酯，搅拌0.5小时，再加入纳米二氧化锡，搅拌1小时，得到溶液II，所述无水乙醇、硝酸溶液、去离子水、正硅酸乙酯的质量比为50∶2.2∶14∶0.9；(3)将钼硝酸盐、铈硝酸盐、镧硝酸盐、镍硝酸盐、铂硝酸盐，加入到冰醋酸中，搅拌均匀，得到溶液III，所述钼硝酸盐与冰醋酸的质量比为1.3∶85；(4)在搅拌状态下，将溶液III滴加到溶液I中，滴加完毕后搅拌8min；(5)在搅拌状态下，将溶液II滴加到溶液I中，滴加完毕后搅拌10min；(6)将硅胶粉、氧化铝、海泡石加入到溶液I中，搅拌均匀，静置50min备用，得到溶液IV；(7)将过滤网基材置于52℃的体积比为10∶1的15wt.％硝酸和双氧水混合溶液中，浸泡3-20min，洗涤干净烘干，得到预处理过滤网基材；(8)将步骤(7)中预处理过滤网基材置于步骤(6)中的溶液IV中，静置1min，以4mm/s的速度垂直取出，在85℃下干燥至无粘着物后，先在240℃温度条件下煅烧1小时，然后在620℃下煅烧3小时，得到半成品；(9)将乙酰丙酮铁、三联吡啶氯化钌置于无水乙醇溶液，其乙酰丙酮铁、三联吡啶氯化钌与无水乙醇的质量比为0.2∶0.6∶38，然后再喷洒在步骤(8)中的半成品的正反两面上，干燥，即得成品。实施例5高效空气净化光触媒过滤网，包括过滤网基材，所述过滤网基材上设有光催化剂，所述光催化剂由如下重量份数的组分组成：二氧化钛12份、钼氧化物0.8份、铈氧化物0.3份、镧氧化物0.2份、镍氧化物0.3份、铂氧化物0.07份、二氧化硅9份、纳米二氧化锡11份、硅胶粉13份、氧化铝5份、海泡石12份、乙酰丙酮铁1.8份、三联吡啶氯化钌1.5份；所述二氧化硅、硅胶粉、氧化铝、海泡石的平均粒径均小于100目。所述过滤网基材的材质为由拉丝的金属、拉丝的合金、天然纤维或合成纤维。优选地，所述过滤网基材的材质为铝、镍、氧化铝纤维或发泡网布。在本实施例中，所述过滤网基材为氧化铝基材。上述高效空气净化光触媒过滤网的制备方法，包括以下制备步骤：(1)将钛酸丁酯加入到无水乙醇中，搅拌2小时，得到溶液I，所述钛酸丁酯与无水乙醇的体积比为1∶4.5；(2)将无水乙醇、硝酸溶液、去离子水混合均匀，加入正硅酸乙酯，搅拌1小时，再加入纳米二氧化锡，搅拌1.5小时，得到溶液II，所述无水乙醇、硝酸溶液、去离子水、正硅酸乙酯的质量比为50∶2.2∶14∶0.8；(3)将钼硝酸盐、铈硝酸盐、镧硝酸盐、镍硝酸盐、铂硝酸盐，加入到冰醋酸中，搅拌均匀，得到溶液III，所述钼硝酸盐与冰醋酸的质量比为0.7∶85；(4)在搅拌状态下，将溶液III滴加到溶液I中，滴加完毕后搅拌8min；(5)在搅拌状态下，将溶液II滴加到溶液I中，滴加完毕后搅拌12min；(6)将硅胶粉、氧化铝、海泡石加入到溶液I中，搅拌均匀，静置50min备用，得到溶液IV；(7)将过滤网基材置于50℃的体积比为10∶1的15wt.％硝酸和双氧水混合溶液中，浸泡8min，洗涤干净烘干，得到预处理过滤网基材；(8)将步骤(7)中预处理过滤网基材置于步骤(6)中的溶液IV中，静置1.5min，以3mm/s的速度垂直取出，在88℃下干燥至无粘着物后，先在250℃温度条件下煅烧2小时，然后在570℃下煅烧3小时，得到半成品；(9)将乙酰丙酮铁、三联吡啶氯化钌置于无水乙醇溶液，其乙酰丙酮铁、三联吡啶氯化钌与无水乙醇的质量比为0.2∶0.6∶38，然后再喷洒在步骤(8)中的半成品的正反两面上，干燥，即得成品。对比例1本对比例参照实施例1制备一种光触媒过滤网，不同之处在于：光催化剂组分中不含钼氧化物、铂氧化物、氧化铝和二氧化硅。对比例2本对比例参照实施例1制备一种光触媒过滤网，不同之处在于：光催化剂组分中不含乙酰丙酮铁、三联吡啶氯化钌，且制备步骤中不含步骤(7)和步骤(9)。性能测试对上述实施例1-5和对比例1、2制备的光触媒过滤网进行附着性能、反应接触面积及光催化率性能测试，其测试结果如下：表1各种光触媒过滤网的附着性能和比表面积测试结果：脱落率(％)(*)比表面积(m2/g)(**)实施例10.054165.37实施例20.052162.23实施例30.056159.44实施例40.048172.51实施例50.051168.13对比例10.059143.24对比例20.114157.62其中，脱落率(％)(*)的测试方法具体为：将各种光触媒过滤网置于100W超声条件下，超声震荡60分钟后的，干燥后称重，计算出重量的减少量百分比即为脱落率。其中，比表面积(m2/g)(**)的测试方法具体为：从各种光触媒过滤网上取下部分光催化剂粉末，然后进行BET测试。表2各种光触媒过滤网的光催化性能测试结果：由表1可以看出，本发明制备的光触媒过滤网的脱落率低于0.06％，表现出良好的附着性能，稳定性好，具有良好的应用价值。此外，测试结果还显示本发明制备的光触媒过滤网上的光催化剂的比表面积大于159m2/g，较大的比表面积会增加光催化剂材料与污染有机物的反应接触面积，提高光催化剂的利用率和催化效率。由表2可以看出，本发明制备的光触媒过滤网对乙醛、苯以及甲醛的去除率均大于90％，光催化性能非常好，市场应用前景广阔。以上所述仅是本发明的详细实施方式，并不用于对本发明的限制，应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可作出其它不同形式的变换和变动，这些变换和变动也当视为本发明的保护范围之列。当前第1页1 2 3