一种可视光应答型复合光触媒的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光触媒领域，具体是一种可视光应答型复合光触媒。
【背景技术】
[0002]进入21世纪，随着国内经济的迅速腾飞，石油、煤炭等化学原材料的大量消耗，空气污染已经对国人的健康和生存构成重大威胁，是当下中国面临的最重要的社会问题之一。当前和今后相当长的时期内光触媒将是治理空气污染的最主要手段，但由于历史、经济及观念等原因，与发达国家相比，我国在光触媒领域的技术研究，特别是开发成膜优异、对基材无损伤、可视暗光响应型等新型光触媒方面比较落后，导致光触媒产业技术低端，光触媒长期依赖于仿制和进口，每年进口光触媒产品达10亿美元。在中国加入WTO以后，一方面，由于知识产权保护的限制，光触媒产品的仿制不可能再成为我国光触媒行业的中长期目标；另一方面，由于成员国之间的低关税，国外光触媒产品将会更多地进入中国市场，这不仅严重影响到我国空气治理安全问题，同时也将威胁我国光触媒产业的生存和发展，进而影响我国光触媒产业对国民经济的贡献度。因而，建立和发展我国自主创新的光触媒产业新技术以成为当务之急，缺乏优异成膜性能、有效保护层、高效暗光响应是当前光触媒技术的瓶颈。同时，对多层次结构的不合理设计是光触媒催化反应效率低的主要原因。因此，合理设计开发多层次光触媒技术是当前光触媒领域急需解决的重大技术问题。
[0003]当前比较成熟的光触媒产品为德国产Degussa P25，远远不能满足光触媒市场的需求。其主要原因为该产品无法做到在水中的有效分散、可视光下催化效率低。由此看来开发高效分散、可视光响应型复合光触媒不仅是必须的，而且有很大的技术衍生品开发空间。充分利用自然环境中存在的光资源和高效功能光吸收技术，从现有的多孔吸附介质材料为担负保护层并分析其组合效率，为开发初期组合光触媒产品是完全可能的。无机胶黏剂硅溶胶、氢氧化钛等的相继发现为光触媒的高效成膜提供了历史性的发展机遇，同时也促使了光触媒产品在不同基材领域的应用。如何开发初期光触媒产品和无机胶黏剂的最优组合已经成为当前光触媒领域最具挑战意义的技术难题，寻找二者之间的契合点将对整个光触媒领域产生革命性的影响。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种可视光应答型复合光触媒，以解决上述【背景技术】中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
一种可视光应答型复合光触媒，由光触媒层、无机保护层和连接层复合而成，所述光触媒层通过改性二氧化钛光触媒掺杂金属离子制得，所述无机保护层为纳米二氧化钛材料；所述连接层为无机胶粘剂。
[0006]作为本发明进一步的方案:所述金属离子为铁、铜、银或铂金。
[0007]作为本发明再进一步的方案:所述无机胶粘剂采用纳米二氧化娃材料。
[0008]—种可视光应答型复合光触媒的生产工艺，具体步骤如下:
(1)将金属粉末均匀混入纳米二氧化钛粉体中，再添加四氧化氯和水，经过400°C的高温处理获得纳米二氧化钛水溶液；
(2)将质量分数为I%的纳米磷灰石水溶液加入纳米二氧化钛水溶液中，充分搅拌，混合均匀；
(3)加入占原料总量0.6%的纳米二氧化硅，并通过超声波进行分散均匀。
[0009]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
1、本发明采用多层次的结构设计，第一层结构采用金属离子掺杂改性光触媒对可视光的响应；第二层结构采用多孔无机材料为无机保护层，改善了光触媒在木材、油漆、纤维表面的适应力；第三层采用无机胶黏剂为连接层，充分改善了其在基材表面的成膜性能。
[0010]2、该光触媒生产过程绿色环保、效率高，产品适应面广阔，已成为提升光触媒产品竞争力的关键技术，为企业创新发展提供了强有力的支持，促使国内光触媒技术达到国际领先水平。
【具体实施方式】
[0011]下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0012]—种可视光应答型复合光触媒，由光触媒层、无机保护层和连接层复合而成。
[0013]光触媒层通过改性二氧化钛光触媒掺杂金属离子制得，金属离子为铁、铜、银或铂金。
[0014]无机保护层为纳米二氧化钛材料。
[0015]连接层为无机胶粘剂，无机胶粘剂采用纳米二氧化娃材料。
[0016]该可视光应答型复合光触媒的生产工艺，具体步骤如下:
(1)将金属粉末均匀混入纳米二氧化钛粉体中，再添加四氧化氯和水，经过400°C的高温处理获得纳米二氧化钛水溶液；
(2)将质量分数为I%的纳米磷灰石水溶液加入纳米二氧化钛水溶液中，充分搅拌，混合均匀；
(3)加入占原料总量0.6%的纳米二氧化硅，并通过超声波进行分散均匀。
[0017]本发明的工作原理是:
可视光复合光触媒产品性能指标值主要参考标准JC/T1074-2008，其中，
I类净化性能标准为:甲醛清除率在75%以上，甲苯清除率在30%以上；
I类净化持续性标准为:甲醛清除率在60%以上，甲苯清除率在20%以上。
[0018]对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
【主权项】
1.一种可视光应答型复合光触媒，其特征在于，由光触媒层、无机保护层和连接层复合而成，所述光触媒层通过改性二氧化钛光触媒掺杂金属离子制得，所述无机保护层为纳米二氧化钛材料；所述连接层为无机胶粘剂。2.根据权利要求1所述的可视光应答型复合光触媒，其特征在于，所述金属离子为铁、铜、银或铂金。3.根据权利要求1所述的可视光应答型复合光触媒，其特征在于，所述无机胶粘剂采用纳米二氧化娃材料。4.一种如权利要求1所述的可视光应答型复合光触媒的生产工艺，其特征在于，具体步骤如下: (1)将金属粉末均匀混入纳米二氧化钛粉体中，再添加四氧化氯和水，经过400°C的高温处理获得纳米二氧化钛水溶液； (2)将质量分数为I%的纳米磷灰石水溶液加入纳米二氧化钛水溶液中，充分搅拌，混合均匀； (3)加入占原料总量0.6%的纳米二氧化硅，并通过超声波进行分散均匀。
【专利摘要】本发明公开了一种可视光应答型复合光触媒，由光触媒层、无机保护层和连接层复合而成，光触媒层通过改性二氧化钛光触媒掺杂金属离子，无机保护层为纳米二氧化钛，连接层为无机胶黏剂。本发明采用多层次的结构设计，改善光触媒在木材、油漆、纤维表面的适应力以及在基材表面的成膜性能。生产过程绿色环保、效率高，产品适应面广阔，已成为提升光触媒产品竞争力的关键技术，为企业创新发展提供了强有力的支持，促使国内光触媒技术达到国际领先水平。
【IPC分类】B01J23/42, B01J35/00, B01J23/745, B01J23/50, B01J23/72
【公开号】CN105126847
【申请号】CN201510518590
【发明人】袁大中, 祝大成
【申请人】北京蓝思凯奇环保科技有限公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年8月24日