本發(fā)明涉及一種光催化材料制備方法，具體涉及用于光催化清潔材料的制備方法。
背景技術(shù)：
：納米二氧化鈦因?yàn)槠淞己玫墓獯呋钚裕言谟袡C(jī)污染物降解、污水處理、空氣凈化等方面得到了長足的發(fā)展，光催化氧化技術(shù)被認(rèn)為是解決持久性有機(jī)物污染問題的最有應(yīng)用前景的技術(shù)之一，近些年來在國內(nèi)外被廣泛研究。二氧化鈦表面的空穴可以和吸附的水分子或羥基發(fā)生反應(yīng)，生成具有極高反應(yīng)活性的羥基自由基。羥基自由基具有402.8mj/mol的反應(yīng)能，高于有機(jī)化合物中的各類化學(xué)鍵能，因此可以引發(fā)絕大多數(shù)有機(jī)化合物分子發(fā)生氧化反應(yīng)，并進(jìn)一步礦化生成co2和h2o但二氧化鈦帶隙為3.2ev，它只有在吸收光子能量大于禁帶寬度時(shí)，價(jià)帶中的電子才能被激發(fā)到導(dǎo)帶，在導(dǎo)帶中形成電子，同時(shí)相應(yīng)在價(jià)帶中形成一個(gè)帶正電的空穴，即形成電子空穴對。因此，二氧化鈦只能響應(yīng)波長小于400nm的紫外光(約占太陽光的4％)，而對可見光的響應(yīng)很弱，并且二氧化鈦因?yàn)楣饧ぐl(fā)產(chǎn)生的電子和空穴很容易復(fù)合，光催化效率很低。光催化條件苛刻和光催化效率低嚴(yán)重制約了二氧化鈦在光催化降解有機(jī)物方面的應(yīng)用。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是二氧化鈦只能響應(yīng)波長小于400nm的紫外光，光催化效率低，對可見光吸收少，不能在室內(nèi)自然光下有效的抗菌殺菌和降解有毒空氣污染物，目的在于提供用于光催化清潔材料的制備方法，將二氧化鈦與鹵氧鉍結(jié)合制得一種新型的光催化劑，可以顯著提高納米二氧化鈦的光催化效率，同時(shí)還能在室內(nèi)自然光下或太陽光照射下具有高效無污染的抗菌殺菌和降解空氣中有機(jī)污染物的功能。本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：本發(fā)明用于光催化清潔材料的制備方法，包括如下步驟：1)首先按照質(zhì)量比為1:1-4:1-5秤取氯氧鉍、溴氧鉍和碘氧鉍粉末，使其混合均勻形成鹵氧鉍光催化粉體，待用；2)取適量鹵氧鉍光催化粉體、納米二氧化鈦溶膠、水性潤濕分散劑、水性硅丙乳液和水放入攪拌機(jī)中，制得光催化乳漿；3)將步驟2)中的光催化乳漿與水性硅丙乳液、水性潤濕分散劑、水性消泡劑、成膜助劑、水性流平劑、緩蝕劑、防霉劑和水混合，在攪拌機(jī)中以400-1200rpm轉(zhuǎn)速攪拌10-30min，過濾獲得細(xì)度小于10微米的光催化清潔材料；所述原料質(zhì)量份數(shù)比為鹵氧鉍光催化粉體：納米二氧化鈦溶膠：水性硅丙乳液：水性潤濕分散劑：水性消泡劑：成膜助劑：水性流平劑：緩蝕：防霉劑：水＝3-8:0.5-1.0:50-55:5:10:0.02-1.0:2-4:0.5-1.2:0.2-0.5:0.02-0.1:20-25。本發(fā)明的光催化材料制備方法，將二氧化鈦與鹵氧鉍結(jié)合制得一種新型的光催化劑，可以顯著提高納米二氧化鈦的光催化效率，同時(shí)還能在室內(nèi)自然光下或太陽光照射下具有高效無污染的抗菌殺菌和降解空氣中有機(jī)污染物的功能。鉍系光催化材料以其獨(dú)特的電子結(jié)構(gòu)和優(yōu)良的可見光吸收能力擁有較高的有機(jī)物降解能力，其中鹵氧鉍的晶體結(jié)構(gòu)為pbfcl型，是一種具有高度各向異性的層狀結(jié)構(gòu)的間接帶隙半導(dǎo)體，氧化鉍半導(dǎo)體材料，其具有獨(dú)特的電子結(jié)構(gòu)，良好的光性能和催化性能，在紫外光照射下對有機(jī)有害氣體甲醛的降解效果良好?；谝陨?，將二氧化鈦和鹵氧鉍結(jié)合起來制備出的光催化材料，經(jīng)過其復(fù)合協(xié)同作用，可以有效地解決純二氧化鈦光催化材料在室內(nèi)的光催化效率，同時(shí)還具備了降解空氣中有機(jī)污染物的能力，大大提高了光催化材料的使用性能。所述納米二氧化鈦溶膠中的納米二氧化鈦經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行改性。所述水性潤濕分散劑為h-10，所述水性消泡劑為skc水性消泡劑，所述成膜助劑為1，2-丙二醇，所述水性流平劑為byk-300，所述緩蝕劑為二甲基乙醇胺，所述防霉劑為hr-0622。所述鹵氧鉍光催化粉體的為直徑200-500nm的微納粉末。所述納米二氧化鈦溶膠采用溶膠-凝膠工藝制得。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果：1、本發(fā)明用于光催化清潔材料的制備方法，將二氧化鈦與鹵氧鉍結(jié)合制得一種新型的光催化劑，可以顯著提高納米二氧化鈦的光催化效率，同時(shí)還能在室內(nèi)自然光下或太陽光照射下具有高效無污染的抗菌殺菌和降解空氣中有機(jī)污染物的功能；2、本發(fā)明用于光催化清潔材料的制備方法，采用了環(huán)保原材料，涂料制備過程和使用中無環(huán)境污染，光催化涂料清潔無毒，更有利于人體健康，使用更加安全可靠，而且將空氣中有毒污染物徹底氧化生成二氧化碳和水后其自身的各種性能保持不變，長期保持穩(wěn)定的抗菌殺菌和降解室內(nèi)空氣污染物功能；3、本發(fā)明用于光催化清潔材料的制備方法，制得的光催化材料耐候性、耐粘污性、耐洗刷性等基本性能提升，室外環(huán)境使用壽命長；制備工藝簡單，原料易得成本低，性價(jià)比高。具體實(shí)施方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，本發(fā)明的示意性實(shí)施方式及其說明僅用于解釋本發(fā)明，并不作為對本發(fā)明的限定。實(shí)施例1本發(fā)明用于光催化清潔材料的制備方法，包括如下步驟：1)首先按照質(zhì)量比為1:1-4:1-5秤取氯氧鉍、溴氧鉍和碘氧鉍粉末，使其混合均勻形成鹵氧鉍光催化粉體，待用；2)取適量鹵氧鉍光催化粉體、納米二氧化鈦溶膠、水性潤濕分散劑、水性硅丙乳液和水放入攪拌機(jī)中，制得光催化乳漿；3)將步驟2)中的光催化乳漿與水性硅丙乳液、水性潤濕分散劑、水性消泡劑、成膜助劑、水性流平劑、緩蝕劑、防霉劑和水混合，在攪拌機(jī)中以400-1200rpm轉(zhuǎn)速攪拌10-30min，過濾獲得細(xì)度小于10微米的光催化清潔材料；所述原料質(zhì)量份數(shù)比為鹵氧鉍光催化粉體：納米二氧化鈦溶膠：水性硅丙乳液：水性潤濕分散劑：水性消泡劑：成膜助劑：水性流平劑：緩蝕劑：防霉劑：水＝3:0.5:50：5:0.02:2:0.5:0.2:0.02:20。實(shí)施例2本發(fā)明用于光催化清潔材料的制備方法，包括如下步驟：1)首先按照質(zhì)量比為1:1-4:1-5秤取氯氧鉍、溴氧鉍和碘氧鉍粉末，使其混合均勻形成鹵氧鉍光催化粉體，待用；2)取適量鹵氧鉍光催化粉體、納米二氧化鈦溶膠、水性潤濕分散劑、水性硅丙乳液和水放入攪拌機(jī)中，制得光催化乳漿；3)將步驟2)中的光催化乳漿與水性硅丙乳液、水性潤濕分散劑、水性消泡劑、成膜助劑、水性流平劑、緩蝕劑、防霉劑和水混合，在攪拌機(jī)中以400-1200rpm轉(zhuǎn)速攪拌10-30min，過濾獲得細(xì)度小于10微米的光催化清潔材料；所述原料質(zhì)量份數(shù)比為鹵氧鉍光催化粉體：納米二氧化鈦溶膠：水性硅丙乳液：水性潤濕分散劑：水性消泡劑：成膜助劑：水性流平劑：緩蝕劑：防霉劑：水＝5:0.8:53：7:0.5:3:0.9:0.4:0.06:22。實(shí)施例3本發(fā)明用于光催化清潔材料的制備方法，包括如下步驟：1)首先按照質(zhì)量比為1:1-4:1-5秤取氯氧鉍、溴氧鉍和碘氧鉍粉末，使其混合均勻形成鹵氧鉍光催化粉體，待用；2)取適量鹵氧鉍光催化粉體、納米二氧化鈦溶膠、水性潤濕分散劑、水性硅丙乳液和水放入攪拌機(jī)中，制得光催化乳漿；3)將步驟2)中的光催化乳漿與水性硅丙乳液、水性潤濕分散劑、水性消泡劑、成膜助劑、水性流平劑、緩蝕劑、防霉劑和水混合，在攪拌機(jī)中以400-1200rpm轉(zhuǎn)速攪拌10-30min，過濾獲得細(xì)度小于10微米的光催化清潔材料；所述原料質(zhì)量份數(shù)比為鹵氧鉍光催化粉體：納米二氧化鈦溶膠：水性硅丙乳液：水性潤濕分散劑：水性消泡劑：成膜助劑：水性流平劑：緩蝕劑：防霉劑：水＝8:1.0:55：10:1.0:4:1.2:0.5:0.1:25。實(shí)施例4本發(fā)明用于光催化清潔材料的制備方法，包括如下步驟：1)首先按照質(zhì)量比為1:1-4:1-5秤取氯氧鉍、溴氧鉍和碘氧鉍粉末，使其混合均勻形成鹵氧鉍光催化粉體，待用；2)取適量鹵氧鉍光催化粉體、納米二氧化鈦溶膠、水性潤濕分散劑、水性硅丙乳液和水放入攪拌機(jī)中，制得光催化乳漿；3)將步驟2)中的光催化乳漿與水性硅丙乳液、水性潤濕分散劑、水性消泡劑、成膜助劑、水性流平劑、緩蝕劑、防霉劑和水混合，在攪拌機(jī)中以400-1200rpm轉(zhuǎn)速攪拌10-30min，過濾獲得細(xì)度小于10微米的光催化清潔材料；所述原料質(zhì)量份數(shù)比為鹵氧鉍光催化粉體：納米二氧化鈦溶膠：水性硅丙乳液：水性潤濕分散劑：水性消泡劑：成膜助劑：水性流平劑：緩蝕劑：防霉劑：水＝1:0.01:45：4:0.02:2:0.5:0.2:0.02:20。實(shí)施例5本發(fā)明用于光催化清潔材料的制備方法，包括如下步驟：1)首先按照質(zhì)量比為1:1-4:1-5秤取氯氧鉍、溴氧鉍和碘氧鉍粉末，使其混合均勻形成鹵氧鉍光催化粉體，待用；2)取適量鹵氧鉍光催化粉體、納米二氧化鈦溶膠、水性潤濕分散劑、水性硅丙乳液和水放入攪拌機(jī)中，制得光催化乳漿；3)將步驟2)中的光催化乳漿與水性硅丙乳液、水性潤濕分散劑、水性消泡劑、成膜助劑、水性流平劑、緩蝕劑、防霉劑和水混合，在攪拌機(jī)中以400-1200rpm轉(zhuǎn)速攪拌10-30min，過濾獲得細(xì)度小于10微米的光催化清潔材料；所述原料質(zhì)量份數(shù)比為鹵氧鉍光催化粉體：納米二氧化鈦溶膠：水性硅丙乳液：水性潤濕分散劑：水性消泡劑：成膜助劑：水性流平劑：緩蝕劑：防霉劑：水＝15:5:555：13:1.0:4:1.2:0.5:0.1:25。實(shí)施例6本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于不包含鹵氧鉍光催化粉體。優(yōu)選的，所述納米二氧化鈦溶膠中的納米二氧化鈦經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行改性。優(yōu)選的，所述水性潤濕分散劑為h-10，所述水性消泡劑為skc水性消泡劑，所述成膜助劑為1，2-丙二醇，所述水性流平劑為byk-300，所述緩蝕劑為二甲基乙醇胺，所述防霉劑為hr-0622。優(yōu)選的，所述鹵氧鉍光催化粉體的為直徑200-500nm的微納粉末。優(yōu)選的，所述納米二氧化鈦溶膠采用溶膠-凝膠工藝制得。表1室內(nèi)自然光下不同實(shí)施例制得材料對大腸桿菌的殺菌率和對甲醛、甲苯、苯酚的光催化降解率實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3實(shí)施例4實(shí)施例5實(shí)施例6甲醛92.3％90.1％91.5％84.3％85.7％78.5％甲苯88.7％89.2％88.3％82.6％83.4％76.4％苯酚93.1％91.6％94.4％87.8％86.9％77.3％大腸桿菌59.5％61.5％60.3％46.7％48.3％33.5％表2太陽光照射下不同實(shí)施例制得的材料醛、甲苯、苯酚的光催化降解率試驗(yàn)測試結(jié)果表明，在室內(nèi)自然光下實(shí)施例1～3制得的光催化材料對大腸桿菌光催化殺菌率均在50～60％范圍內(nèi)；對甲醛、甲苯、苯酚的光催化降解效率均在85～95％范圍內(nèi)。另外，重復(fù)試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)其殺菌率和降解率均沒有明顯發(fā)生變化，說明光催化涂料光催化性能穩(wěn)定；實(shí)施例4～5為本發(fā)明配方的取值范圍之外，光催化降解率略低，殺菌率下降，而實(shí)施例6不含有鹵氧鉍光催化粉體，室內(nèi)的甲醛、甲苯、苯酚的光催化降解效率在80％之下。以上所述的具體實(shí)施方式，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁12