本发明涉及一种光催化降解甲醛功能泡沫炭的制备方法，属于环保净化材料技术领域。
背景技术：
甲醛是一种具有很强毒性的气体，室内装修的建筑材料、合成板、家具、涂料、油漆、纺织品等，在使用过程中均会释放出甲醛，且最长释放期可达十几年。当室内甲醛含量为0.1mg/m3时就有异味和不适感，吸入高浓度甲醛，会造成呼吸道和支气管疾病；长期接触低剂量甲醛可引起慢性中毒，严重者造成死亡。因此，探索有效去除室内甲醛的方法是目前的研究热点之一。
国内外在甲醛去除方面进行了大量研究，在众多净化技术中，吸附法与光催化法是目前最为广泛采用的室内甲醛污染净化方法。
同其它吸附剂相比，活性炭表面有多孔结构和各种活性基团，具有吸附容量大、吸附速率快、易于再生的特点，在气态甲醛的治理方面表现了明显的优势。活性炭吸附甲醛主要依靠其结构中的微孔和介孔对甲醛的物理吸附作用，随着使用时间的延长，活性炭对甲醛气体的吸附就会达到饱和，失去吸附性能。
tio2微粒界面的光诱导电子转移过程所诱发的光化学反应对于消除环境中有机污染物质，具有显著效果，可望发展成为直接利用空气中氧和太阳能降解有毒有害污染物的绿色氧化技术。将tio2与多孔炭复合研究表明，多孔炭作为吸附中心，其强吸附性能可对低浓度有机污染物进行有效富集、浓缩，为tio2提供高浓度反应环境，加快tio2的光催化降解速度。作为降解中心可形成多孔炭内外吸附质的浓度差，实现多孔炭的原位再生，延长多孔炭达到吸附饱和的时间，增加多孔炭的平衡吸附量。另外，多孔炭的吸附可有效减少挥发性光催化中间产物的释放，可以消除挥发性中间产物所产生的二次污染。
但传统活性炭不易成型，且易造成粉尘污染，因此用于合成室内vocs净化的功能炭材料尚存一定缺陷，所以研究一种环保吸附性能好的吸附材料迫在眉睫。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题：针对传统活性炭不易成型，且易造成粉尘污染，对甲醛气体的吸附会达到饱和，失去吸附性能的问题，提供了一种光催化降解甲醛功能泡沫炭的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种营养强化大米的制备方法，具体制备步骤为：
（1）取辣木叶水洗自然晾晒后转入粉碎机中粉碎，过40目筛，得辣木粉；
（2）取甜叶菊水洗后自然风干，并加入粉碎机中粉碎，过40目筛，得甜叶菊粉；
（3）取小麦胚芽粉加入去离子水中混合，并用质量分数为5%氢氧化钠溶液调节ph为8.5～9.5，在35～40℃下搅拌1～2h后离心分离取上层清液，再用质量分数为5%醋酸溶液调节ph为4.0～4.5，静置1～2h后离心分离取沉淀，水洗干燥得麦胚分离蛋白；
（4）取辣木粉、麦胚分离蛋白、甜叶菊粉加入去离子水中搅拌混合20～30min，并转入灭菌锅中灭菌处理10～15min，得原料液；
（5）取蜗牛酶加入原料液中，在30～40℃恒温水浴下搅拌反应3～5h，再离心分离收集上清液，得营养液；
（6）取早籼碎米加入去离子水中浸泡，过滤后取出早籼碎米并用粉碎机粉碎，过60目筛，得米粉；
（7）取米粉加入营养液中混合均匀，并置于蒸笼中蒸煮1～2min，再转入挤压机中挤压2～3min并切割成型，静置老化后干燥0.5～1h，得营养强化大米。
步骤（3）所述小麦胚芽粉与去离子水的质量比为1：5～1：20。
步骤（4）所述辣木粉、麦胚分离蛋白、甜叶菊粉、去离子水的重量份为200～300份辣木粉，100～200份麦胚分离蛋白，40～60份甜叶菊粉，1000～2000份去离子水。
步骤（5）所述蜗牛酶与原料液的的质量比为1：300～1：500。
步骤（6）所述早籼碎米与去离子水的质量比为1：2～1：6。
步骤（7）所述米粉与营养液的质量比为1：1～1：3。
步骤（7）所述挤压温度为120～130℃，所述静置老化过程为在80～90℃，相对湿度90～95%的条件下静置老化2～3h。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明采用具有大量沟槽，比表面积较大，具有松散网络结构的柚子皮为原料，利用高温高压蒸汽通过扩散作用，显著增加材料的孔隙率，激活纤维表面更多的活性位点，再以葡萄糖为碳源，形成良好无定形的包覆，减小结合不牢固时产生的孔隙率，并起到“桥”的作用，抑制裂纹，提高炭泡沫抗压强度；
（2）本发明通过将v-n以间隙方式进入tio2晶格，减小tio2带隙，增强tio2对紫外可见光吸收能力，足够窄的带隙使得吸收可见光后价电子能被激发到导带，增强光响应范围，强化光催化性能，在光催化反应中提供更多的活性位点，更利于催化过程中物质的吸附与传递，即吸附协同作用增强光催化，增强对甲醛气体的吸附降解性能；
（3）本发明制备的泡沫炭材料经光诱导产生高的电子、空穴分离率，光生电子可以很容易地从光催化材料的内部区域迁移至表面参与反应，电荷载流子分离的增强将导致更多活性氧基团的增加，增强光催化降解能力和吸附性能。
具体实施方式
将柚子皮剥除外表皮后收集白色絮状物，用去离子水洗涤2～3次后自然风干，并取300～500g白色絮状物装入蒸汽爆破罐中，并向蒸汽爆破罐中通入1.5～2.5mpa温度为220～250℃水蒸汽，保持3～4min后瞬间打开蒸汽爆破罐阀门，泄压至常压后取出，再浸泡在2～3l温度为80～85℃去离子水中40～50min，取出自然风干，得蒸汽爆破处理柚子皮，取200～300g蒸汽爆破处理柚子皮加入600～1000g质量分数为5%葡萄糖溶液中，以300w超声波超声处理10～15min，再转入水热反应釜中，在180～200℃下反应5～6h，冷却至室温后过滤收集滤渣，用去离子水洗涤滤渣4～5次，再将滤渣置于真空干燥箱中，在50～60℃下干燥2～3h，得骨架炭，取500～600g无水乙醇，200～240g乙腈，20～30g偏钒酸铵，5～10g质量分数为25%氨水装入烧瓶中混合均匀，再加入30～50g骨架炭，以300w超声处理20～30min，在150～180r/min搅拌条件下，滴加8～10g钛酸四丁酯，继续搅拌2～3h后过滤得滤饼，用无水乙醇洗涤滤饼3～5次后置于真空干燥箱中，在100～105℃下干燥2～3h，得泡沫炭前驱体，将泡沫炭前驱体装入管式炉中，在高纯氩气氛围下，以2℃/min升温至300～400℃保温煅烧20～30min，再以1℃/min升温至500～550℃保温煅烧2～3h，冷却至室温后得光催化降解甲醛功能泡沫炭。
将柚子皮剥除外表皮后收集白色絮状物，用去离子水洗涤2次后自然风干，并取300g白色絮状物装入蒸汽爆破罐中，并向蒸汽爆破罐中通入1.5mpa温度为220℃水蒸汽，保持3min后瞬间打开蒸汽爆破罐阀门，泄压至常压后取出，再浸泡在2l温度为80℃去离子水中40min，取出自然风干，得蒸汽爆破处理柚子皮，取200g蒸汽爆破处理柚子皮加入600g质量分数为5%葡萄糖溶液中，以300w超声波超声处理10min，再转入水热反应釜中，在180℃下反应5h，冷却至室温后过滤收集滤渣，用去离子水洗涤滤渣4次，再将滤渣置于真空干燥箱中，在50℃下干燥2h，得骨架炭，取500g无水乙醇，200g乙腈，20g偏钒酸铵，5g质量分数为25%氨水装入烧瓶中混合均匀，再加入30g骨架炭，以300w超声处理20min，在150r/min搅拌条件下，滴加8g钛酸四丁酯，继续搅拌2h后过滤得滤饼，用无水乙醇洗涤滤饼3次后置于真空干燥箱中，在100℃下干燥2h，得泡沫炭前驱体，将泡沫炭前驱体装入管式炉中，在高纯氩气氛围下，以2℃/min升温至300℃保温煅烧20min，再以1℃/min升温至500℃保温煅烧2h，冷却至室温后得光催化降解甲醛功能泡沫炭。
将柚子皮剥除外表皮后收集白色絮状物，用去离子水洗涤2次后自然风干，并取400g白色絮状物装入蒸汽爆破罐中，并向蒸汽爆破罐中通入2.0mpa温度为235℃水蒸汽，保持3min后瞬间打开蒸汽爆破罐阀门，泄压至常压后取出，再浸泡在2.5l温度为83℃去离子水中45min，取出自然风干，得蒸汽爆破处理柚子皮，取250g蒸汽爆破处理柚子皮加入800g质量分数为5%葡萄糖溶液中，以300w超声波超声处理13min，再转入水热反应釜中，在190℃下反应5h，冷却至室温后过滤收集滤渣，用去离子水洗涤滤渣4次，再将滤渣置于真空干燥箱中，在55℃下干燥2h，得骨架炭，取550g无水乙醇，220g乙腈，25g偏钒酸铵，8g质量分数为25%氨水装入烧瓶中混合均匀，再加入40g骨架炭，以300w超声处理25min，在165r/min搅拌条件下，滴加9g钛酸四丁酯，继续搅拌2h后过滤得滤饼，用无水乙醇洗涤滤饼4次后置于真空干燥箱中，在103℃下干燥2h，得泡沫炭前驱体，将泡沫炭前驱体装入管式炉中，在高纯氩气氛围下，以2℃/min升温至350℃保温煅烧25min，再以1℃/min升温至525℃保温煅烧2h，冷却至室温后得光催化降解甲醛功能泡沫炭。
将柚子皮剥除外表皮后收集白色絮状物，用去离子水洗涤3次后自然风干，并取500g白色絮状物装入蒸汽爆破罐中，并向蒸汽爆破罐中通入2.5mpa温度为250℃水蒸汽，保持4min后瞬间打开蒸汽爆破罐阀门，泄压至常压后取出，再浸泡在3l温度为85℃去离子水中50min，取出自然风干，得蒸汽爆破处理柚子皮，取300g蒸汽爆破处理柚子皮加入1000g质量分数为5%葡萄糖溶液中，以300w超声波超声处理15min，再转入水热反应釜中，在200℃下反应6h，冷却至室温后过滤收集滤渣，用去离子水洗涤滤渣5次，再将滤渣置于真空干燥箱中，在60℃下干燥3h，得骨架炭，取600g无水乙醇，240g乙腈，30g偏钒酸铵，10g质量分数为25%氨水装入烧瓶中混合均匀，再加入50g骨架炭，以300w超声处理30min，在180r/min搅拌条件下，滴加10g钛酸四丁酯，继续搅拌3h后过滤得滤饼，用无水乙醇洗涤滤饼5次后置于真空干燥箱中，在105℃下干燥3h，得泡沫炭前驱体，将泡沫炭前驱体装入管式炉中，在高纯氩气氛围下，以2℃/min升温至400℃保温煅烧30min，再以1℃/min升温至550℃保温煅烧3h，冷却至室温后得光催化降解甲醛功能泡沫炭。
将本发明制备的光催化降解甲醛功能泡沫炭及浙江某公司生产的泡沫炭进行检测，具体检测结果如下表表1：
检测方法：
（1）甲醛去除试验：
光催化反应在实验室自制光催化反应装置中进行。将所得光催化降解甲醛功能泡沫炭固定在反应装置的上方1/3部位，向发生装置注入1μl甲醛溶液，开启微循环泵，待平衡挥发20min后，打开紫外灯每隔20min用甲醛测试仪取样，测试剩余甲醛量，根据下式计算降解率
v1v2/m×100%
其中，v1为20min时甲醛的平衡挥发值，v2为测得的容器内剩余甲醛含量。
表1光催化降解甲醛功能泡沫炭性能表征
由表1可知本发明制备的光催化降解甲醛功能泡沫炭，光催化降解率高，对甲醛气体的吸附降解性能好，具有广阔的市场价值和应用前景。