一种降解室内污染物涂料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及建筑室内涂料，尤其是涉及在室内可见光条件下就可以发生光催化作用的一种降解室内污染物涂料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]随着社会的发展，人们的物质生活水平的提高，室内装修也是越来越豪华，但是随之而来的是室内空气污染也越来越严重，其中甲醛是室内环境中最典型，最具危害的污染物之一，是目前室内空气净化的主要处理目标。调查显示，我国大约65%的新装修的室内甲醛浓度严重超标。另外，新装修的室内还存在大量的苯和二甲苯等污染物同样能够使人致癌，致残，致畸胎。而且苯系污染物结构稳定难以分解是现实中的一个难题，也应该引起人们的重视，这些污染物给人们的健康带来极大的危害，尤其对儿童的发育和孕妇都有极大的隐患。随着人们环保意识的增强，人们对室内污染愈发关注，近年来消除室内污染已经成为改善人们生活环境的迫切任务。
[0003]目前，常用的室内净化技术主要有，开发新型的吸附材料来吸附甲醛，苯等污染物，常用的吸附材料主要有碳材料、分子筛、沸石、多孔粘土矿石、活性氧化铝和硅胶等，此种方法操作比较简单，但吸附材料需要定期更换，容易产生二次污染。等离子体催化技术可在常温、常压下分解室内有害气体，但是会产生一氧化碳、氮氧化合物等副产物，但是该技术设备比较昂贵。其中光催化技术由于其无毒、无二次污染等优点被广泛应用，而且该技术在室内空气治理方面已经取得不错的室内空气净化效果，但传统的光催化剂二氧化钛激发需要特定紫外光源。因此，如何利用可见光是光催化技术室内空气污染方面的一个挑战。
[0004]中国专利CNl544558公开一种环保型光催化内墙涂料及其制备方法。环保型光催化内墙涂料，采用无机、有机复合乳液作为成膜物质，而光催化剂以功能填料形式分散于其中，再辅以助剂及其它功能型添加剂，制成一种常温固化的水性环保涂料；该涂料的特征在于具有以下各原料组分及重量百分配比:硅丙乳液和聚丙烯酸酯乳液中的一种或两种的混合液为10 - 35%、硅溶胶为5 - 15%、纳米级的锐钛矿相或锐钛矿相和金红石相的混合相二氧化钛颗粒，或经表面处理的二氧化钛复合颗粒，即光催化剂为2 - 15%、颜料和填料及其它添加剂为10 - 20%、水溶剂为余量。
[0005]中国专利CN104629548A公开一种空气净化环保涂料及其制备方法，该涂料以水性氟碳树脂乳液为成膜物质，以锐钛矿型硫镧共掺杂纳米二氧化钛光催化剂为涂料的添加成分，组方制备出了具有优异自清洁性能的空气净化内墙涂料。
[0006]中国专利CN101279251公开一种嵌入异质结一维掺杂T12光催化剂及其制备和应用。该催化剂具有一维结构，经过非金属掺杂改性，含有Ti02/Sn02异质结结构，或含有Ti02/Zn0异质结结构，或同时含有Ti02/Sn02异质结结构与T1 2/ZnO异质结结构。该催化剂通过化学沉积的方法，在晶体生长催化剂存在条件下，交替切换不同的前驱体、掺杂气等气源，实现不同半导体的交替生长，从而制得所需催化剂。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供可解决传统光催化剂二氧化钛只能利用紫外光激发的缺点，在可见光条件下光催化降解室内空气污染物的一种降解室内污染物涂料及其制备方法。
[0008]所述降解室内污染物涂料的原料包括二氧化钛和氧化钨(W18O49)，在10ml降解室内污染物涂料中氧化钨(W18O49)的含量为0.005?2g，余量为二氧化钛。
[0009]所述降解室内污染物涂料的制备方法具体步骤如下:
[0010]将氯化钨溶解在乙醇中形成透明溶液，随后加入去离子水搅拌，形成均匀溶液，然后转移至含有二氧化钛悬浊液的反应釜中，水热反应后，再冷却，产物经过洗涤、离心和烘干即得降解室内污染物涂料。
[0011]所述氯化钨、乙醇、去离子水的配比可为30mg: 2ml: (3?50)ml，其中，氯化钨以质量计算，乙醇和去离子水以体积计算；所述搅拌的时间可为0.5?2h ;所述水热反应的温度可为90?250°C，水热反应的时间可为0.5?48h。
[0012]所述W18O49的制备方法是将氯化钨乙醇溶液加入水形成透明液体，转移至含有二氧化钛的反应釜中，水热反应后，用水洗涤，即得W18O49。
[0013]所述氯化钨乙醇溶液的质量浓度可为0.1?5g/100ml。
[0014]所述降解室内污染物涂料可用于净化室内外空气中的有机污染物，尤其是应用于气相降解苯系化合物。
[0015]本发明所制备的降解室内污染物涂料是一种复合催化材料，该系列催化剂具有大比表面积，能够有效吸收可见光，具有互相匹配的能带结构，在可见光下能够有效产生光生载流子，提尚光催化性能。
[0016]本发明所制备的降解室内污染物涂料在可见光区域有非常好的吸收光的性能，高的比表面积，能够在可见光下有效降解室内空气污染物，本发明制备方法简单，原料廉价，有利于大规模的工业化生产，具备显著的经济和社会效益。
[0017]本发明的有益效果在于:
[0018](I)本发明首次将氧化钨和二氧化钛复合催化剂应用光催化气相降解苯领域，两个单一的组分具有互相匹配的能带结构，具有吸收可见光性质的特点，可以有效在可见光条件下气相降解室内空气污染物-苯。
[0019](2)本发明采用高效便捷的传统水热合成法，调节反应物的浓度，体系的温度，一步法合成不同比例的复合光催化剂W18O49-T12，制备流程简单，有利于大规模的工业化生产。
[0020](3)本发明的催化剂在室温条件下就可以催化氧化空气污染物苯为无害的二氧化碳和水。
【附图说明】
[0021]图1是15wt% W18O49-T12系列降解室内污染物涂料的可见光条件下降解苯的活性图。
[0022]图2是15wt% W18O49-T12降解室内污染物涂料在可见光条件下降解苯的稳定性活性图。
【具体实施方式】
[0023]取5g的二氧化钛粉末浸渍于一定浓度的氯化钨的乙醇溶液中，搅拌2h，随后加入3?50ml的去离子水，搅拌0.5?2h，形成均匀的浊液，混合液转移到反应釜中保持90?250°C下反应0.5?5h，冷却后，产物经过洗涤，离心和烘干得到所述催化剂。
[0024]实施例1
[0025]取5g的二氧化钛粉末浸渍于1.16mM的氯化钨的乙醇溶液中，搅拌2h，随后加入3?50ml的去离子水，搅拌0.5?2h，形成均匀的浊液，混合液转移到反应釜中保持90?250°C下反应0.5?5h，冷却后，产物经过洗涤，离心和烘干得到所述催化剂5wt %
评18。49_丁；[020
[0026]实施例2
[0027]取5g的二氧化钛粉末浸渍于2.44mM的氯化钨的乙醇溶液中，搅拌2h，随后加入3?50ml的去离子水，搅拌0.5?2h，形成均匀的浊液，混合液转移到反应釜中保持90?250°C下反应0.5?5h，冷却后，产物经过洗涤，离心和烘干得到所述催化剂10wt%
评18。49_丁；[020
[0028]实施例3
[0029]取5g的二氧化钛粉末浸渍于3.88mM的氯化钨的乙醇溶液中，搅拌2h，随后加入3?50ml的去离子水，搅拌0.5?2h，形成均匀的浊液，混合液转移到反应釜中保持90?250°C下反应0.5?5h，冷却后，产物经过洗涤，离心和烘干得到所述催化剂15wt%
评18。49_丁；[020
[0030]实施例4
[0031]取5g的二氧化钛粉末浸渍于5.50mM的氯化钨的乙醇溶液中，搅拌2h，随后加入3?50ml的去离子水，搅拌0.5?2h，形成均匀的浊液，混合液转移到反应釜中保持90?250°C下反应0.5?5h，冷却后，产物经过洗涤，离心和烘干得到所述催化剂20wt%
评18。49_丁；[020
[0032]实施例5
[0033]取5g的二氧化钛粉末浸渍于7.33mM的氯化钨的乙醇溶液中，搅拌2h，随后加入3?50ml的去离子水，搅拌0.5?2h，形成均匀的浊液，混合液转移到反应釜中保持90?250°C下反应0.5?5h，冷却后，产物经过洗涤，离心和烘干得到所述催化剂25wt%
评18。49_丁；[020
[0034]从图1可以看出，W18O49负载T12的光催化活性呈现先升高后降低的趋势，当W18O49的负载量为15被％时，降解室内污染物涂料表现出最优秀的光催化降解苯的性能。另外图
2说明该降解室内污染物涂料15wt%评18049-1102在40h内没有发生明显的失活现象。表现出优秀的光催化稳定性，因此该系列的降解室内污染物涂料具有潜在的实际应用价值。
[0035]本发明利用W18O49纳米颗粒的吸收可见光性质，使得光催化涂料在可见光条件下发生光催化降解室内有机污染物，解决了现有二氧化钛光催化涂料通常在户外使用或紫外光下使用的缺点，所制备的涂料在室内可以使用，在室内日光灯条件下就可以具有降解室内污染物，灭菌，抑菌等功能，大大拓宽了光催化涂料的使用范围。
【主权项】
1.一种降解室内污染物涂料，其特征在于其原料包括二氧化钛和氧化钨(W 18049)，在10ml降解室内污染物涂料中氧化钨(W18O49)的含量为0.005?2g，余量为二氧化钛。2.如权利要求1所述一种降解室内污染物涂料，其特征在于所述氧化钨(W18O49)的制备方法是将氯化钨乙醇溶液加入水形成透明液体，转移至含有二氧化钛的反应釜中，水热反应后，用水洗涤，即得氧化钨(W18O49)。3.如权利要求2所述一种降解室内污染物涂料，其特征在于所述氯化钨乙醇溶液的质量浓度为0.1?5g/100ml。4.如权利要求1所述一种降解室内污染物涂料的制备方法，其特征在于具体步骤如下: 将氯化钨溶解在乙醇中形成透明溶液，随后加入去离子水搅拌，形成均匀溶液，然后转移至含有二氧化钛悬浊液的反应釜中，水热反应后，再冷却，产物经过洗涤、离心和烘干即得降解室内污染物涂料。5.如权利要求4所述一种降解室内污染物涂料的制备方法，其特征在于所述氯化钨、乙醇、去离子水的配比为30mg: 2ml: (3?50)ml，其中，氯化钨以质量计算，乙醇和去离子水以体积计算。6.如权利要求4所述一种降解室内污染物涂料的制备方法，其特征在于所述搅拌的时间为0.5?2ho7.如权利要求4所述一种降解室内污染物涂料的制备方法，其特征在于所述水热反应的温度为90?250°C，水热反应的时间为0.5?48h。
【专利摘要】一种降解室内污染物涂料及其制备方法，涉及建筑室内涂料。所述降解室内污染物涂料的原料包括二氧化钛和氧化钨(W18O49)，在100ml降解室内污染物涂料中氧化钨(W18O49)的含量为0.005～2g，余量为二氧化钛。制备方法：将氯化钨溶解在乙醇中形成透明溶液，随后加入去离子水搅拌，形成均匀溶液，然后转移至含有二氧化钛悬浊液的反应釜中，水热反应后，再冷却，产物经过洗涤、离心和烘干即得降解室内污染物涂料。所述降解室内污染物涂料可用于净化室内外空气中的有机污染物，尤其是应用于气相降解苯系化合物。具有大比表面积，能有效吸收可见光，在可见光下能有效产生光生载流子，提高光催化性能。
【IPC分类】B01D53/86, B01D53/72, B01J23/30
【公开号】CN104998635
【申请号】CN201510474091
【发明人】刘国栋
【申请人】厦门市净屋环保科技有限公司
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年8月5日