一种光触媒及其制备方法与流程

文档序号:21107144发布日期:2020-06-16 21:24阅读:1135来源:国知局

本发明属于材料技术领域,尤其涉及一种光触媒及其制备方法。



背景技术:

光触媒是一种以纳米级二氧化钛为代表的具有光催化功能的光半导体材料的总称。光触媒在光的照射下,会产生类似光合作用的光催化反应,能产生氧化能力极强的自由氢氧基和活性氧,具有很强的氧化还原功能,可氧化分解各种有机化合物和部分无机物,能破坏细菌的细胞膜和固化病毒的蛋白质。

现有的光触媒基本上都是采用纳米级二氧化钛和化学黏胶复配制成,其中化学黏胶主要包括有机树脂黏剂和无机树脂黏剂。然而,现有的光触媒仅适用于35~40℃的场所中,具有良好的的净化空气、杀菌和除臭效果,而不适用于超过70℃的场所,因为在温度超过70℃时,光触媒中的化学黏胶容易被分解,与其黏合的纳米二氧化钛就容易爆脱出来,使得光触媒发生脆化。爆脱出来的纳米二氧化钛分散在空气环境中,造成空气环境的污染。若这些细小的颗粒被吸入人体后,将永久沉积在人体的肺部,从而造成“尘肺”,影响人体健康。若光触媒中添加有酒精或化学药剂,则污染的情况更为严重。

由此可见,现有的光触媒在温度超过70℃的场合使用容易发生黏胶分解、纳米二氧化钛爆脱、脆化,爆脱出来的纳米二氧化钛分散在空气中污染环境,因而使用范围窄。



技术实现要素:

本发明实施例提供一种光触媒制备方法,旨在解决现有的光触媒在温度超过70℃的场合使用容易发生黏胶分解、纳米二氧化钛爆脱、脆化,爆脱出来的纳米二氧化钛分散在空气中污染环境,因而使用范围窄的问题。

本发明实施例是这样实现的,一种光触媒制备方法,包括如下步骤:

将纯水与二氧化钛按照1~1.5:1~1.25的重量比例混合,并研磨至所述二氧化钛的粒径为10~30纳米,得到研磨物;

将所述研磨物密封存储于透明装置中,并置于光照条件下反应24~28h,温度控制在40~50℃之间,得到反应物;

对所述反应物进行过滤,得到固含量为18~22%的光触媒浓缩液。

优选的,所述将纯水与二氧化钛按照1~1.5:1~1.25的重量比例混合,并研磨至所述二氧化钛的粒径为10~30纳米,得到研磨物的步骤,具体包括:

将纯水与二氧化钛按照1~1.5:1~1.25的重量比例混合,并于50~60℃温度下研磨40~52h,得到第一研磨物;

将所述第一研磨物与纯水按照1~1.25:1的重量比例混合研磨68~75h,得到第二研磨物;

将所述第二研磨物与纯水按照1.15:1~1.25的重量比例混合研磨24~32h,得到第三研磨物;

所述将所述研磨物密封存储于透明装置中,并置于光照条件下反应24~28h,温度控制在40~50℃之间,得到反应物的步骤,包括:

将所述第三研磨物密封存储于透明装置中,并在光照条件下放置反应24~28h,温度控制在40~50℃之间,得到反应物。

优选的,所述将纯水与二氧化钛按照1~1.5:1~1.25的重量比例混合,并研磨至所述二氧化钛的粒径为10~30纳米,得到研磨物的步骤,具体包括:

将纯水与二氧化钛按照1:1的重量比例混合,并研磨至所述二氧化钛的粒径为30纳米,得到研磨物。

优选的,所述将所述研磨物密封存储于透明装置中,并置于光照条件下反应24~28h,温度控制在40~50℃之间,得到反应物的步骤,具体包括:

将所述研磨物密封存储于透明装置中,并置于光照条件下反应24h,温度控制在40~50℃之间,得到反应物。

优选的,所述对所述反应物进行过滤,以得到固含量为18~22%的光触媒的步骤,具体为:

对所述反应物进行过滤,得到固含量为20%的光触媒浓缩液。

优选的,所述将纯水与二氧化钛按照1~1.5:1~1.25的重量比例混合,并于50~60℃温度下研磨40~52h,得到第一研磨物的步骤,具体包括:

将纯水与二氧化钛按照1:1的重量比例混合,并于50~60℃温度下研磨48h,得到第一研磨物;

所述将所述第一研磨物与纯水按照1~1.25:1的重量比例混合研磨68~75h,得到第二研磨物的步骤,具体包括:

将所述第一研磨物与纯水按照1:1的重量比例混合研磨72h,得到第二研磨物;

所述将所述第二研磨物与纯水按照1.15:1~1.25的重量比例混合研磨24~32h,得到第三研磨物的步骤,具体包括:

将所述第二研磨物与纯水按照1:1的重量比例混合研磨24h,得到第三研磨物。

优选的,在所述将纯水与二氧化钛按照1:1的重量比例混合,并于50~60℃温度下研磨48h,得到第一研磨物的步骤之后,还包括:

将所述第一研磨物置于-20~0℃的温度条件下放置24~32h,使其冷冻结冰,再加工成雪花粉末状的第一半成品;

所述将所述第一研磨物与纯水按照1:1的重量比例混合研磨72h,得到第二研磨物的步骤,具体包括:

将所述第一半成品与纯水按照1:1的重量比例混合研磨72h,得到第二研磨物。

优选的,所述第一研磨物的粒径分布为100~1000纳米;

所述第二研磨物的粒径分布为30~100纳米。

本发明实施例还提供了一种光触媒,所述光触媒采用上述的光触媒制备方法制备得到。

本发明实施例提供的光触媒制备方法,采用纯水和二氧化钛作为原料制备光触媒,工艺简单易于控制,且制备得到的光触媒纯度高,二氧化钛与纯水的混溶效果好,适用温度范围广,不易发生脆化、爆裂,安全性高,并且具有良好的杀菌、除臭、除湿、净化性能,并且可与一些中药材及辅料等原料混合制成便携保健包,光触媒与上述原料的混合可协助中药材更好地发挥其药效,可达到更好的保健效果,因此应用前景好。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解,本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

本发明实施例提供的光触媒制备方法,采用纯水和二氧化钛作为原料制备光触媒,工艺简单易于控制,且制备得到的光触媒纯度高,二氧化钛与纯水的混溶效果好,适用温度范围广,不易发生脆化、爆裂,安全性高,并且具有良好的杀菌、除臭、净化性能,应用前景好。

作为本发明的一个实施例,该光触媒的制备方法包括如下步骤:

步骤一、将纯水与二氧化钛按照1~1.5:1~1.25的重量比例混合,并研磨至二氧化钛的粒径为10~30纳米,得到研磨物。

步骤二、将研磨物密封存储于透明装置中,并置于光照条件下反应24~28h,温度控制在40~50℃之间,得到反应物。

步骤三、对反应物进行过滤,得到固含量为18~22%的光触媒浓缩液。

在本发明实施例中,优选精纯、晶亮型、纯白无污、无杂质、无化学合成物、容易精磨、带电型,细度平均率3000奈米以下的二氧化钛原料。

在本发明实施例中,优选精纯、无其他矿物质、无其他有机物、无其中添加物、无含任何铁质的纯水。

在本发明实施例中,对于加工容器的要求:加工容器内层表面光滑细腻,(类似玻璃表面),具有密封盖,并且具有冷却及加热功能。

在本发明实施例中,对于加工的机械设备的要求:必须清洁、生产前清洗干净无其他杂物、生产后必须清洗干净不能留残渣物。

在本发明实施例中,对于检测仪器的要求:必须保持干净、使用完成马上清洗清洁、不能留任何其他杂物在仪器旁。

本发明实施例提供的光触媒制备方法,采用纯水和二氧化钛作为原料制备光触媒,工艺简单易于控制,且制备得到的光触媒纯度高,二氧化钛与纯水的混溶效果好,适用温度范围广,不易发生脆化、爆裂,安全性高,并且具有良好的杀菌、除臭、净化性能,应用前景好。

作为本发明的另一实施例,上述步骤一具体包括以下步骤1.1、步骤1.2和步骤1.3:

步骤1.1,将纯水与二氧化钛按照1~1.5:1~1.25的重量比例混合,并于50~60℃温度下研磨40~52h,使得二氧化钛均匀分散融合在水分子中,得到第一研磨物。

在本发明实施例中,在研磨的过程中,每隔20~24小时检测该混合物中的二氧化钛的细度、形状、沉淀、黏度、晶形的发光亮度指标,若连续至少三次检测结果为全部达标,且二氧化钛的粒径分布为100~1000纳米,二氧化钛与水分子完全融合,混合物的黏度约为30000cp,即得到第一研磨物。步骤1.2,将第一研磨物与纯水按照1~1.25:1的重量比例混合研磨68~75h,得到第二研磨物。

在本发明实施例中,在研磨过程中,每隔20~24小时检测该混合物中的二氧化钛的细度、形状、沉淀、黏度、晶形的发光亮度指标,若连续至少三次检测结果为全部达标,且二氧化钛的细度达到粒径分布为100纳米以下,黏度约为1500cp,即得到第二研磨物(完全溶合膏体液状)。

步骤1.3,将第二研磨物与纯水按照1.15:1~1.25的重量比例混合研磨24~32h,得到第三研磨物。

在本发明实施例中,在研磨过程中,每隔8小时检测该混合物中的二氧化钛的细度、形状、沉淀、黏度、晶形的发光亮度指标,若连续至少三次检测结果为全部达标,且二氧化钛的细度达到10~30纳米,形状为扁粒状,即得到第三研磨物。

上述步骤二具体包括步骤2.1:

步骤2.1,将第三研磨物密封存储于透明装置中,并在光照条件下放置反应24~28h,温度控制在40~50℃之间,得到反应物。

在本发明实施例中,光照条件可以为紫外线照射、日光照射等,有光照即可。

在本发明实施例中,第三研磨物在光照条件下,发生光合作用,可使得一些不纯物(杂质)沉淀。

作为本发明的一个优选实施例,上述步骤一具体为:将纯水与二氧化钛按照1:1的重量比例混合,并研磨至二氧化钛的粒径为30纳米,得到研磨物。

作为本发明的优选实施例,上述步骤二具体为:将研磨物密封存储于透明装置中,并置于光照条件下反应24h,温度控制在40~50℃之间,得到反应物。

作为本发明的优选实施例,上述步骤三具体为:对反应物进行过滤,得到固含量为20%的光触媒浓缩液。

在本发明实施例中,对反应物进行过滤,去除其中的浮层、沉淀物杂质和不纯物,例如,纯水中残留的一些没有完全过滤去除的钙镁离子、矿物质等,进一步提高二氧化钛水合物质的纯净度,得到固含量为20%的光触媒浓缩液。

作为本发明的另一个优选实施例,上述步骤1.1具体为:将纯水与二氧化钛按照1:1的重量比例混合,并于50~60℃温度下研磨48h,得到第一研磨物。

上述步骤1.2具体为:将第一研磨物与纯水按照1:1的重量比例混合研磨72h,得到第二研磨物。

上述步骤1.3具体为:将所述第二研磨物与纯水按照1:1的重量比例混合研磨24h,得到第三研磨物。

作为本发明的一个实施例,在上述步骤将纯水与二氧化钛按照1:1的重量比例混合,并于50~60℃温度下研磨48h,得到第一研磨物之后,还包括:将第一研磨物置于-20~0℃的温度条件下放置24~32h,使其冷冻结冰,再加工成雪花粉末状的第一半成品。通过该工序可以使得二氧化钛与水融合得更均匀、细致。

上述步骤将第一研磨物与纯水按照1:1的重量比例混合研磨72h,得到第二研磨物,具体为:将第一半成品与纯水按照1:1的重量比例混合研磨72h,得到第二研磨物。

本发明实施例还提供了一种光触媒,该光触媒采用上述制备方法制备得到。

以下通过具体实施例对本发明的技术方案和技术效果做进一步的说明。

实施例1:

按纯水与二氧化钛重量比例为1:1称取原料,并置于加工容器中,控制温度在50℃,搅拌均匀,密封研磨48h,期间每隔24h检测二氧化钛的细度、形状、电磁、沉淀、黏度和晶形的发光亮度,若检测结果为至少连续3次上述各项目均达标,且二氧化钛的粒径分布为100~1000纳米,黏度约为30000cp,得到第一研磨物;接着,按照纯水与第一研磨物重量比例为1:1加入另一加工容器中,搅拌均匀,密封研磨72h,期间每隔24h检测二氧化钛的细度、形状、电磁、沉淀、黏度和晶形的发光亮度,若检测结果为至少连续3次上述各项目均达标,且二氧化钛的细度达到粒径分布为100纳米以下,黏度约为1500cp,则得到第二研磨物;然后,再按照纯水与第二研磨物重量比例为1:1加入又一加工容器中搅拌均匀,密封研磨24h,期间每隔8h检测二氧化钛的细度、形状、电磁、沉淀、黏度和晶形的发光亮度,若检测结果为至少连续3次上述各项目均达标,且二氧化钛的细度达到30纳米,形状为扁粒状,则得到第三研磨物;接着,将第三研磨物转移到透明桶中,密封并放置于紫外灯或日光的照射下,进行光合作用24h,温度控制在40℃,得到反应物;最后,对该反应物进行过滤,去除其中的浮层(1%)、沉淀物杂质和光照反应后的不纯物,得到固含量为20%的纯净光触媒浓缩液。

实施例2:

按纯水与二氧化钛重量比例为1.5:1.25称取原料,并置于加工容器中,控制温度在60℃,搅拌均匀,密封研磨52h,期间分别间隔24、20、8h检测二氧化钛的细度、形状、电磁、沉淀、黏度和晶形的发光亮度,若检测结果为至少连续3次上述各项目均达标,且二氧化钛的粒径分布为100~1000纳米,黏度约为30000cp,得到第一研磨物;接着,按照纯水与第一研磨物重量比例为1.25:1加入另一加工容器中,搅拌均匀,密封研磨75h,期间每隔25h检测二氧化钛的细度、形状、电磁、沉淀、黏度和晶形的发光亮度,若检测结果为至少连续3次上述各项目均达标,且二氧化钛的细度达到粒径分布为100纳米以下,黏度约为1500cp,则得到第二研磨物;然后,再按照纯水与第二研磨物重量比例为1.15:1加入又一加工容器中搅拌均匀,密封研磨32h,期间每隔8h检测二氧化钛的细度、形状、电磁、沉淀、黏度和晶形的发光亮度,若检测结果为至少连续3次上述各项目均达标,且二氧化钛的细度达到10纳米,形状为扁粒状,则得到第三研磨物;接着,将第三研磨物转移到透明桶中,密封并放置于紫外灯或日光的照射下,进行光合作用24h,温度控制在40℃,得到反应物;最后,对该反应物进行过滤,去除其中的浮层(1%)、沉淀物杂质和光照反应后的不纯物,得到固含量为22%的纯净光触媒浓缩液。

实施例3:

按纯水与二氧化钛重量比例为1.5:1称取原料,并置于加工容器中,控制温度在55℃,搅拌均匀,密封研磨40h,期间每隔20h检测二氧化钛的细度、形状、电磁、沉淀、黏度和晶形的发光亮度,若检测结果为至少连续3次上述各项目均达标,且二氧化钛的粒径分布为100~1000纳米,黏度约为30000cp,得到第一研磨物;接着,按照纯水与第一研磨物重量比例为1:1加入另一加工容器中,搅拌均匀,密封研磨68h,期间分别间隔20、24、24h检测二氧化钛的细度、形状、电磁、沉淀、黏度和晶形的发光亮度,若检测结果为至少连续3次上述各项目均达标,且二氧化钛的细度达到粒径分布为100纳米以下,黏度约为1500cp,则得到第二研磨物;然后,再按照纯水与第二研磨物重量比例为1.15:1.25加入又一加工容器中搅拌均匀,密封研磨32h,期间每隔8h检测二氧化钛的细度、形状、电磁、沉淀、黏度和晶形的发光亮度,若检测结果为至少连续3次上述各项目均达标,且二氧化钛的细度达到20纳米,形状为扁粒状,则得到第三研磨物;接着,将第三研磨物转移到透明桶中,密封并放置于紫外灯或日光的照射下,进行光合作用28h,温度控制在50℃,得到反应物;最后,对该反应物进行过滤,去除其中的浮层(1%)、沉淀物杂质和光照反应后的不纯物,得到固含量为18%的纯净光触媒浓缩液。

需要说明的是,以上实施例仅是本发明的一些优选实施方式,并不用以限制本发明,只要符合本发明的原料配比范围以及各工艺参数范围即可制备得到与上述优选实施例效果相当的光触媒浓缩液。

以下通过试验例对本发明的技术方案的技术效果进行进一步的说明。

试验一、除湿效果测试

1、试验对象:本发明实施例1~3提供的光触媒浓缩液,市售竞品的光触媒催化剂(采用化学黏胶和二氧化钛制成)。

2、试验方法:

试验样品的制备:将本发明实施例1~3提供的光触媒浓缩液以及市售竞品的光触媒催化剂加纯水稀释成浓度为0.3%的稀释液,备用;

试验组1~3:分别取等量的上述本发明实施例1~3提供的光触媒稀释液分别添加到三等份的高级桧木粉粒、中药粉粒、香草粉粒的混合物料中,并将这些混合物料置于高压真空热干燥装置中搅拌均匀,迫使光触媒分子进入各种粉粒的毛细纤维内,待混合物料冷却后分别等量分装于预先准备好的透气布包内。

对照组1:其与上述试验组的不同之处仅在于,将上述光触媒稀释液替换为市售竞品的光触媒催化剂稀释液。

对照组2:透气布包中仅添加高级桧木粉粒、中药粉粒、香草粉粒的混合物,即不添加本发明的光触媒。

空白对照组:其与上述试验组不同之处仅在于,将上述光触媒稀释液替换为纯水。

试验过程:将上述各组透气布包分别吊挂于同样的湿度(95%)条件的密闭空间中,每隔8小时检查并记录各密闭空间内的湿度计显示的湿度数据,24小时完成试验。

3、试验结果:详见下表1,每一组试验均进行3次平行实验,取平均值作为检测结果数值。

从上表1的试验结果中可以看出,本发明实施例1~3提供的光触媒产品的除湿效果明显比对照组合空白对照组的要好。其贡献除了粉粒本身之外,还有较为明显的光触媒催化除湿作用。

试验二、使用效果

1、试验样品:本发明实施例1~3提供的光触媒浓缩液,市售竞品的光触媒催化剂(采用化学黏胶和二氧化钛制成)。

2、试验方法:

1)试验样品的制备:将本发明实施例1~3提供的光触媒浓缩液以及市售竞品的光触媒催化剂加纯水稀释成浓度为0.3%的稀释液,备用;

2)各试验组的透气布包的制备:试验组1:按配方称取高级桧木粉粒、中药粉粒、香草粉粒,备用;取一定量的实施例1的0.3%的光触媒稀释液于混合装置中,并加入称好的高级桧木粉粒、中药粉粒、香草粉粒,搅拌均匀后再将混合物料放置于高压真空热干燥装置中搅拌均匀,迫使光触媒分子进入各种粉粒的毛细纤维内,待混合物料冷却后,等量分装于透气布包中。试验组2与试验组1的透气布包制备方法基本相同,其不同之处仅在于,将实施例1的0.3%的光触媒稀释液替换为等量的实施例2的0.3%的光触媒稀释液。试验组3与试验组1的透气布包制备方法基本相同,其不同之处仅在于,将实施例1的0.3%的光触媒稀释液替换为等量的实施例3的0.3%的光触媒稀释液。

对照组1的透气布包制备方法与试验组1基本相同,其不同之处仅在于,将实施例1的0.3%的光触媒稀释液替换为等量的浓度为0.3%的市售竞品的光触媒催化剂稀释液。

对照组2的透气布包的制备方法与试验组1基本相同,其不同之处仅在于,不添加实施例1的0.3%的光触媒稀释液。

空白对照组的透气布包的制备方法与试验组1基本相同,其不同之处仅在于,将实施例1的0.3%的光触媒稀释液替换为等量的纯水。

3)测试方法:采用民意调查评分法,通过随机选择三个年龄层的志愿者(18~30岁、31~45岁、46~60岁)各120人,男女各半,并随机平均分为6组,每组20人,每组中男女各10人。这些志愿者均患有头痛、注意力不集中、容易疲倦等症状。各年龄层组的志愿者中的每个小组分别对应上述一种试验样品,以年龄在18~30岁的志愿者试验组为例进行说明:以年龄层在18~30岁的志愿者试验组为例进行说明:分别将这年龄层的120名志愿者随机平均分成6组,每组20人,每组中男女各10人,并编号为1~6号,其中,组别为1号的对应的试验样品为上述试验组1提供的透气布包,2好对应的试验样品为上述试验组2提供的透气布包,3号对应的试验样品为上述试验组3提供的透气布包,4号对应的试验样品为上述对照组1提供的透气布包,5号对应的试验样品为上述对照组2提供的透气布包,6号对应的试验样品为上述空白对照组提供的透气布包。每组志愿者均按照将透气布包悬挂在距离床头10~15cm的地方,并且在试验期间不得采用其他药物治疗,并且严格遵循本试验规定的作息时间以及饮食,连续使用上述试验样品3个月后完成试验,期间有专业的医生做随访记录以及各项测试指标的评估。

每组试验对象事先并不知道具体的试验样品,每组试验样品仅以编号区分。评分表中各项使用效果总分为10分,10分为最高分,表示非常满意;8~9分是相对比较满意,5~7分是一般,可以接受,5分以下是不可接受范围,其中各项指标的评分情况如下表2、3、4所示。

表2年龄在18~30岁的志愿者的使用效果评价

表3年龄在31~45岁的志愿者的使用效果评价

表4年龄在46~60岁的志愿者的使用效果评价

从上表2、3、4的试验结果可以得出,添加有本发明实施例1~3提供的光触媒稀释液的透气布包可以协助透气布包内的中药成分更好地发挥其药效成分,有助于减缓志愿者的头痛和倦怠的症状和提高志愿者的注意力集中度。其效果明显好于对照组1~2和空白对照组。试验结果表明,本发明实施例提供的光触媒可用于医疗,与药物混合后,可以使药物的药效发挥得更好、更充分。

可以理解的是,本发明提供的光触媒不但可以制作成上述的透气布包内容物,而且还可以制备成足贴内容物、枕头内容物、薄层袋内容物等,与其他内容物相辅相成,更好地发挥内容物的医疗保健功效。

总而言之,本发明实施例提供的光触媒浓缩液可用于制备诸如吊包袋、枕头、夹克袋、薄层袋等的内容物,将吊包袋夹克袋、薄层袋可放置于车内、室内,在灯光或日光照射下,即能杀菌、除臭、除湿、净化空气;与醒脑提神的中药成分混合使用,可以促使其中的中药成分爆发出独特的芳香味,提高中药成分的医疗保健效用;另外,还可用于制备枕头、薄层袋等贴身使用物品的内容物,可提高贴身使用物品的防霉效果,同时,可以减少人体皮肤病(诸如过敏等)的发生率;将其浸泡于水中,可净化水质。

试验三、空气净化试验--模拟室内密闭环境中pm2.5的净化试验

1、试验对象:本发明实施例1~3提供的光触媒浓缩液;

对比例1~3:按照纯水与二氧化钛重量比例为2:1、3:2、1:2混合研磨制备第一研磨物,其他制备步骤及工艺参数均与实施例1相同,得到的光触媒浓缩液。

对比例4~5:在制备第一研磨物时,控制温度分别为25℃和75℃,其余制备步骤及工艺参数均与实施例1相同,得到的光触媒浓缩液。

对比例6:省略将第三研磨物进行光照处理的步骤,其余制备步骤与实施例1相同,得到的光触媒浓缩液。

对比例7:省略对反应物进行过滤的步骤,其余步骤与实施例1相同,得到的光触媒浓缩液。

分别取等量的上述实施例1~3、对比例1~7的光触媒浓缩液,加入等量的纯水稀释成喷雾剂液体,备用。空白对照组为纯水喷雾剂。

2、试验方法:本试验利用香烟燃烧烟气中产生的pm2.5为研究对象,用十分接近太阳光源的镝灯为模拟太阳光源。在反应容器通风完毕且干燥后,向内部四面喷涂上述光触媒喷雾剂液体(每次各面均喷涂3遍),再将0.30g香烟点燃,连同便携式空气pm2.5质量检测仪一起放入反应容器内,开口边缘处用密封胶密封,待香烟燃尽,检测仪pm2.5数值基本保持不变后(降至约950~990ug/cm3基本稳定)记录初始值,镝灯照射1、2、3、4小时后,记录变化值。

3、试验结果:每一组的试验均进行3次平行实验,取平均值作为检测结果数值,在试验过程中除了光照、香烟烟气两者的变化外,均严格按照上述模拟室内环境中香烟烟气pm2.5的净化试验进行4小时反应,结果详见下表2。其中喷雾剂物理吸附性试验采用本发明实施例1的光触媒喷雾液,空白试验、反应器密封性试验、光降解性试验均不采用喷雾剂。

表2

从上表2的试验结果中可以得出,经过4小时反应后,模拟室内环境的烟气中pm2.5的含量分别降低了从0.73%至60.21%不等,由此我们可以认为,采用本制备方法制备得到的光触媒喷雾剂的确能够有效地净化室内pm2.5的含量,其贡献于净化率的除了物理吸附之外,还有比较明显的光触媒净化效果。

并且,从实施例1与对比例1~3的试验结果中可以得出,采用纯水与二氧化钛的重量比例为1:1的净化效果比采用其他重量配比(对比例1~3)的空气净化效果要更好。

从实施例1与对比例4~5的对比结果中可以得出,在研磨制备第一研磨物时将温度控制在50℃,制备得到的光触媒浓缩液的净化效果明显要比对比例将温度控制为25℃和75℃的更佳。因此,在制备第一研磨物时,将温度控制在50℃左右可以明显提高光触媒的空气净化效果。

从实施例1与对比例6的对比结果中可以看出,对第三研磨物进行光照除杂可以提高光触媒的空气净化效果。

从实施例1与对比例7的对比结果中可以得出,对反应物进行过滤除杂能够明显提高光触媒的空气净化效果。

试验四、脆化试验

1、试验对象:本发明实施例1~3提供的光触媒浓缩液,市售竞品光触媒催化剂(采用化学黏胶和二氧化钛制成)。

2、试验方法:将上述试验浓缩液搅拌均匀并取等量液体均匀涂覆在面积、材质相同的平板上,并置于通风处自然风干。风干后将各平板放置在0℃、37℃、70℃、100℃的干燥箱中各放置24小时,即在4个温度梯度下试验观察各平板上的光触媒涂层表面脆化情况情况并记录。

3、试验结果:本发明实施例1~3的光触媒涂抹平板在0℃、37℃、70℃、100℃放置24小时,其表面均没有发生任何的开裂、脆化现象。而市售竞品的光触媒催化剂涂抹平板在0℃、70℃、100℃温度条件下放置24小时,其表面会出现不同程度的开裂、脆化现象。由此可见,本发明实施例提供的光触媒浓缩液的温度适用范围更广,且不容易发生脆化、开裂现象,环保且安全性高。

本发明实施例提供的光触媒制备方法,采用纯水和二氧化钛作为原料制备光触媒,工艺简单易于控制,且制备得到的光触媒纯度高,二氧化钛与纯水的混溶效果好,适用温度范围广,不易发生脆化、爆裂,安全性高,并且具有良好的杀菌、除臭、净化性能,应用前景好。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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