本申请涉及空气净化技术领域，特别是涉及一种用于空气净化的光催化材料的制备方法。
背景技术
研究表明，光催化技术在环境污染治理方面有着良好的应用前景光催化剂可以分散于树脂中制成光催化涂料，不但能使涂层具有优良的性能，还可以有效地降低环境中污染性气体的浓度，使有机或无机污染物在光催化作用下发生氧化还原反应，生成h2o、co2及盐等物质，达到无害化，从而净化环境。
二氧化钛(tio2)，能够捕获光子和实现电荷分离，是最常用的光催化材料。该类无机半导体光催化剂的光催化过程是通过光激发产生的电子和空穴，其分别与吸附到催化剂表面的物种发生还原和氧化反应而实现的。但是其光催化剂粉体在应用过程中面临光催化效率低和吸附量低等问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种用于空气净化的光催化材料的制备方法，以克服现有技术中的不足。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本申请实施例公开一种用于空气净化的光催化材料的制备方法，包括：
(1)、将二氧化钛粉末和苯酚按照1:0.8～2重量比混合在氢氧化钾溶液中，磁力搅拌10～30min后进行水热反应，反应温度120～180℃，反应时间20～70小时，氢氧化钾的浓度为4～8mol/l；
(2)、反应产物和苯乙醇按照1:0.8～2重量比加入到硝酸溶液中混合搅拌10～30min，硝酸溶液的浓度为0.3～0.7mol/l，再将固体产物用去离子水洗涤至中性，然后在60～100℃条件下干燥10～30min，最后在700～1000℃高温下热处理4～10小时，获得改性二氧化钛；
(3)、以改性化钛为原料，制备质量浓度在6％～8％二氧化钛复合光催化剂悬浮液；
(4)、制备中空碳纤维载体；
(5)、将中空碳纤维载体浸渍在二氧化钛复合光催化剂悬浮液中20～40min，提拉出来后在90～110℃干燥90～120min；继续将干燥后的中空碳纤维载体浸渍在二氧化钛复合光催化剂悬浮液中10～30min，提拉出来后在90～120℃干燥50～100min，获得用于空气净化的光催化材料。
优选的，在上述的用于空气净化的光催化材料的制备方法中，步骤(3)包括：
在常温条件下，将50～70重量份的碲氢化钠、1500～1800重量份的改性二氧化钛加入到去离子水中，磁力搅拌10～30min，获得第一混合溶液；
在常温条件下，将50～70重量份的乙酸镉、50～80重量份的巯基丙酸加入到去离子水中超声分散10～30min，获得第二混合溶液；
将第二混合溶液加入至第一混合溶液中，加热至70～100℃，混合搅拌20～60min，获得二氧化钛复合光催化剂悬浮液。
优选的，在上述的用于空气净化的光催化材料的制备方法中，二氧化钛复合光催化剂悬浮液浓度为7.5％。
优选的，在上述的用于空气净化的光催化材料的制备方法中，步骤(4)包括：
在370～450℃高温条件下，通过纺丝机对聚丙烯腈进行纺丝，获得中空纤维，然后在化学交联器中，加入氧气使其在50～60℃下反应20～30min，对中空纤维进行洗涤，除去表面的杂质，然后先在酸性溶液中浸泡8～15min，洗涤至中性，然后继续在碱性溶液中浸泡10～20min，洗涤至中性，然后在2500～2800℃的石墨化炉中碳化1～3小时。
本申请还公开了一种用于空气净化的光催化材料的制备方法，包括：
将二氧化钛粉末和苯酚按照1:1.5重量比混合在氢氧化钾溶液中，磁力搅拌10min后进行水热反应，反应温度160℃，反应时间36小时，氢氧化钾的浓度为5mol/l，反应产物和苯乙醇按照1:1.5重量比加入到硝酸溶液中混合搅拌30min，硝酸溶液的浓度为0.3mol/l，再将固体产物用去离子水洗涤至中性，然后在80℃条件下干燥20min，最后在800℃高温下热处理6小时，获得改性二氧化钛；
在常温条件下，将50重量份的碲氢化钠、1700重量份的改性二氧化钛加入到去离子水中，磁力搅拌20min，获得第一混合溶液；
在常温条件下，将60重量份的乙酸镉、70重量份的巯基丙酸加入到去离子水中超声分散10min，获得第二混合溶液；
将第二混合溶液加入至第一混合溶液中，加热至80℃，混合搅拌20min，获得质量浓度在7.5％二氧化钛复合光催化剂悬浮液；
在400℃高温条件下，通过纺丝机对聚丙烯腈进行纺丝，获得中空纤维，然后在化学交联器中，加入氧气使其在60℃下反应30min，对中空纤维进行洗涤，除去表面的杂质，然后先在酸性溶液中浸泡10min，洗涤至中性，然后继续在碱性溶液中浸泡10min，洗涤至中性，然后在2600℃的石墨化炉中碳化2小时，获得中空碳纤维载体；
将中空碳纤维载体浸渍在二氧化钛复合光催化剂悬浮液中40min，提拉出来后在110℃干燥120min；继续将干燥后的中空碳纤维载体浸渍在二氧化钛复合光催化剂悬浮液中10min，提拉出来后在110℃干燥70min，获得用于空气净化的光催化材料。与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的材料其甲醛分解速度快，且降解率高，甲醛气体降解率可达到95.3％，光解水产氢速率高达43.5mmol/h/g。
具体实施方式
本发明通过下列实施例作进一步说明：根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
实施例1
将二氧化钛粉末和苯酚按照1:1.5重量比混合在氢氧化钾溶液中，磁力搅拌10min后进行水热反应，反应温度160℃，反应时间36小时，氢氧化钾的浓度为5mol/l。反应产物和苯乙醇按照1:1.5重量比加入到硝酸溶液中混合搅拌30min，硝酸溶液的浓度为0.3mol/l。再将固体产物用去离子水洗涤至中性，然后在80℃条件下干燥20min。最后在800℃高温下热处理6小时，获得改性二氧化钛。
在常温条件下，将50mg的碲氢化钠、1700mg的改性二氧化钛加入到去离子水中，磁力搅拌20min，获得第一混合溶液；
在常温条件下，将60mg的乙酸镉、70mg的巯基丙酸加入到去离子水中超声分散10min，获得第二混合溶液。
将第二混合溶液缓慢加入至第一混合溶液中，加热至80℃，混合搅拌20min，获得质量浓度在7.5％二氧化钛复合光催化剂悬浮液。
在400℃高温条件下，通过纺丝机对聚丙烯腈进行纺丝，获得中空纤维，然后在化学交联器中，加入氧气使其在60℃下反应30min。对中空纤维进行洗涤，除去表面的杂质，然后先在酸性溶液中浸泡10min，洗涤至中性，然后继续在碱性溶液中浸泡10min，洗涤至中性，然后在2600℃的石墨化炉中碳化2小时，获得中空碳纤维载体。
将中空碳纤维载体浸渍在二氧化钛复合光催化剂悬浮液中40min，提拉出来后在110℃干燥120min；继续将干燥后的中空碳纤维载体浸渍在二氧化钛复合光催化剂悬浮液中10min，提拉出来后在110℃干燥70min，获得复合光催化材料。
在封闭的空间对甲醛进行降解测试，控制环境温度22℃，气体流速1.5m/s，环境相对湿度在45％，甲醛初始浓度为5mg/m3。可以发现：
在55min后甲醛浓度稳定，甲醛气体降解率达到95.3％。
而且，在1个太阳强度的am1.5g模拟太阳光辐照下，光解水产氢速率高达43.5mmol/h/g。
对比例1
在常温条件下，将200mg的市售二氧化钛加入到去离子水中，磁力搅拌20min；获得质量浓度在7.5％二氧化钛光催化剂悬浮液。
在400℃高温条件下，通过纺丝机对聚丙烯腈进行纺丝，获得中空纤维，然后在化学交联器中，加入氧气使其在60℃下反应30min。对中空纤维进行洗涤，除去表面的杂质，然后先在酸性溶液中浸泡10min，洗涤至中性，然后继续在碱性溶液中浸泡10min，洗涤至中性，然后在2600℃的石墨化炉中碳化2小时，获得中空碳纤维载体。
将中空碳纤维载体浸渍在二氧化钛复合光催化剂悬浮液中40min，提拉出来后在110℃干燥120min；继续将干燥后的中空碳纤维载体浸渍在二氧化钛复合光催化剂悬浮液中10min，提拉出来后在110℃干燥70min，获得复合光催化材料。
在封闭的空间对甲醛进行降解测试，控制环境温度22℃，气体流速1.5m/s，环境相对湿度在45％，甲醛初始浓度为5mg/m3。可以发现：
在100min后甲醛浓度稳定，甲醛气体降解率达到85.1％。
在1个太阳强度的am1.5g模拟太阳光辐照下，光解水产氢速率为8.1mmol/h/g。
对比例2
将二氧化钛粉末和苯酚按照1:1.5重量比混合在氢氧化钾溶液中，磁力搅拌10min后进行水热反应，反应温度160℃，反应时间36小时，氢氧化钾的浓度为5mol/l。反应产物和苯乙醇按照1:1.5重量比加入到硝酸溶液中混合搅拌30min，硝酸溶液的浓度为0.3mol/l。再将固体产物用去离子水洗涤至中性，然后在80℃条件下干燥20min。最后在800℃高温下热处理6小时，获得改性二氧化钛。
在常温条件下，将50mg的碲氢化钠、1700mg的改性二氧化钛加入到去离子水中，磁力搅拌20min，获得第一混合溶液；
在常温条件下，将60mg的乙酸镉、70mg的巯基丙酸加入到去离子水中超声分散10min，获得第二混合溶液。
将第二混合溶液缓慢加入至第一混合溶液中，加热至80℃，混合搅拌20min，获得质量浓度在7.5％二氧化钛复合光催化剂悬浮液。
提供市售碳纤维作为载体(stf-1000t型，江苏苏通碳纤维有限公司)。
将中空碳纤维载体浸渍在二氧化钛复合光催化剂悬浮液中40min，提拉出来后在110℃干燥120min；继续将干燥后的中空碳纤维载体浸渍在二氧化钛复合光催化剂悬浮液中10min，提拉出来后在110℃干燥70min，获得复合光催化材料。
在封闭的空间对甲醛进行降解测试，控制环境温度22℃，气体流速1.5m/s，环境相对湿度在45％，甲醛初始浓度为5mg/m3。可以发现：
在70min后甲醛浓度稳定，甲醛气体降解率达到92.3％。
而且，在1个太阳强度的am1.5g模拟太阳光辐照下，光解水产氢速率高达38.3mmol/h/g。
由实施例1和对比例1-2相比可知，实施例1的甲醛降解效果和光解水产氢速率明显高于对比文件1和对比文件2。
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。