《暗光催化的无光触媒/活性炭纤维复合材料制备方法及应用.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《暗光催化的无光触媒/活性炭纤维复合材料制备方法及应用.pdf（7页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410629852.7 (22)申请日 2014.11.11 B01J 21/18(2006.01) B01J 35/06(2006.01) B01J 20/20(2006.01) B01J 20/28(2006.01) B01D 53/86(2006.01) B01D 53/72(2006.01) A01N 59/00(2006.01) A01P 1/00(2006.01) A61L 9/014(2006.01) (71)申请人四川农业大学 地址 611131 四川省成都市温江区公平镇惠 民路211号 (72)发明人张延宗 吴凌姗。
2、 马坤 粟东 刘燕 黄成毅 杨刚 沈飞 邓仕槐 张小洪 (74)专利代理机构成都九鼎天元知识产权代理 有限公司 51214 代理人易小艺 (54) 发明名称 暗光催化的无光触媒/活性炭纤维复合材料 制备方法及应用 (57) 摘要 本发明属于新型材料和光催化领域，尤其涉 及一种暗光催化的无光触媒/活性炭纤维复合材 料的制备方法及应用，其特征在于：包括无光触 媒、活性炭纤维原料、粘着剂和水，其特征在于： 制备步骤如下：将活性炭纤维裁剪成所需大小， 打孔；称取无光触媒，加入水成无光触媒溶液；配 置甲壳素粉粘着剂；将无光触媒溶液喷涂于活性 炭纤维表面，烘干，再喷涂粘着剂在已喷涂无光触 媒溶液表面上，使。
3、其固定在活性炭纤维表面，烘 干。本发明是暗光或光线充足，均可通过吸附和 催化功能净化污染物，1小时内对甲醛降解效率 达99.9%，负载牢固，比表面高，通过太阳光暴晒 或60低温便可实现复合材料的原位再生。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书5页 (10)申请公布号 CN 104437452 A (43)申请公布日 2015.03.25 CN 104437452 A 1/1页 2 1.暗光催化的无光触媒/活性炭纤维复合材料制备方法，包括无光触媒、活性炭纤维 原料、粘着剂和水，其特征在于：制备步骤如下： （1）将活性炭纤维裁剪。
4、成所需大小，打孔； （2）称取无光触媒，加入水成无光触媒溶液； （3）配置甲壳素粉粘着剂； （4）将步骤（2）中的无光触媒溶液喷涂于步骤（1）中的活性炭纤维表面，烘干，温度 55-65，时间0.5-1.5h；再喷涂粘着剂在已喷涂无光触媒溶液表面上，使其固定在活性炭 纤维表面，烘干,温度55-65，时间0.5-6.5h，即得。 2.根据权利要求1所述的暗光催化的无光触媒/活性炭纤维复合材料制备方法：其特 征在于：步骤（2）中所述的无光触媒与水质量比为1:5-10。 3.根据权利要求1所述的暗光催化的无光触媒/活性炭纤维复合材料的制备方法，其 特征在于：所述活性炭纤维要成排交错打孔，孔径分别为d 。
5、1 =0.2-1.8mm，d 2 =1.9-4mm。 4.根据权利要求1所述的暗光催化的无光触媒/活性炭纤维复合材料制备方法，其特 征在于：所述粘着剂配制方法如下： 在水中加入冰乙酸配成质量浓度为1-8%的冰乙酸溶液； 将冰乙酸溶液置于恒温水浴锅中，水浴锅温度为55-65，加入甲克素粉，搅拌制成 质量浓度为1-6%甲壳素粉溶液； 取50ml甲壳素粉溶液，加入150-950ml水混匀制得粘着剂。 5.根据权利要求1所述的一种暗光催化的无光触媒/活性炭纤维复合材料制备方 法，其特征在于，所述步骤（2）中，无光触媒溶液是将无光触媒置于超声清洗仪中超声 15-30min使其分散，然后置于恒温水浴锅中搅。
6、拌均匀，水浴温度为20-30。 6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种暗光催化的无光触媒/活性炭纤维复合材料 的应用，其特征在于：以无光触媒质量和活性炭纤维表面积为计算，无光触媒溶液喷涂量为 10-100g/m 2 ；以粘着剂本身重量和活性炭纤维表面积为计算，粘着剂喷涂量为200-1000ml/ m 2 。 权 利 要 求 书CN 104437452 A 1/5页 3 暗光催化的无光触媒 / 活性炭纤维复合材料制备方法及应 用 技术领域 0001 本发明属于新型材料和光催化领域，尤其涉及一种暗光催化的无光触媒/活性炭 纤维复合材料制备方法及应用。 0002 背景技术 0003 随着经济发展和。
7、人们生活水平的提高，装修逐渐成为热门。人们对居室和办公城 所的舒适性、美观化和机械化的要求越来越高，装修密度也越来越高，但因装修材料、建筑 材料和室内家具不达标而导致的室内空气污染问题也日趋严重。装修材料释放出的甲醛成 为室内空气“首号污染物”。目前，处理室内甲醛的方法主要有：过滤、吸附、等离子体、臭氧 氧化等。但这些方法去除效率低，净化效果有限，且受条件限制大。 0004 也有使用光催化来进行吸附和降解，比如光触媒，光触媒在反应时，会产生出氧化 能力极强的自由氢氧基和活性氧，具有很强的光氧化还原功能，可氧化分解各种有机化合 物，对甲醛、苯、氨、TVOC等具有很强的降解能力。不仅如此，光触媒还。
8、具有很强的灭菌功能， 能把有机污染物分解成无污染的水和二氧化碳，因而具有极强的杀菌、除臭、防霉、防污自 洁、净化空气等功能。但光触媒必须在光的照射下，才会产生类似光合作用的光催化反应。 简单来说就是：如果在没有光线的情况下，光触媒就没有效果。无光触媒是全球新兴的新型 高效去甲醛材料，对人体无毒无害，催化活性高，具高耐久性，性质稳定。它克服了光触媒的 弱点，可在无光或光线不足条件下产生催化反应，产生具有强氧化力的氢氧游离基，能大幅 度、持续不断的消除甲醛、苯、TVOC等有害气体，同时起到除臭、抗菌、防霉、防污、净化空气 的效果，做到24小时空气净化。 0005 然而，单独使用无光触媒则存在难回收。
9、易造成二次污染、成本高、推广难的问题。 0006 发明内容 0007 为了解决以上技术问题，本发明提供一种在暗光或弱光光条件下均可进行光催化 反应的无光触媒/活性炭纤维复合材料制备方法，不光克服了光触媒必须在紫外光照射下 才会产生光催化反应的技术问题，并且减少二次污染、成本低，使用方便，易推广，制备方法 简单。 0008 解决以上技术问题的本发明中的暗光催化的无光触媒/活性炭纤维复合材料的 制备方法，包括无光触媒、活性炭纤维原料、粘着剂和水，其特征在于：制备步骤如下： （1）将活性炭纤维裁剪成所需大小，打孔； （2）称取无光触媒，加入水成无光触媒溶液； （3）配置甲壳素粉粘着剂； （4）将步骤。
10、（2）中的无光触媒溶液喷涂于步骤（1）中的活性炭纤维表面，烘干,温度 说 明 书CN 104437452 A 2/5页 4 55-65，时间0.5-1.5h；再喷涂粘着剂在已喷涂无光触媒溶液表面上，使其固定在活性炭 纤维表面，烘干,温度55-65，时间0.5-6.5h即得。 0009 本发明以无光触媒、甲壳素粉和活性炭纤维为主要原料，以喷涂的方式使无光触 媒附着在活性炭纤维表面，再以甲壳素粉为粘着剂使其固定制得复合材料。活性炭纤维具 有高的比表面，对甲醛、苯、TVOC等有害气体有强大的吸附能力，且活性碳纤维在紫外照射 时可发生光催化反应降解甲醛。 0010 其中，步骤（2）是所述无光触媒与水质。
11、量比为1:5-10。 0011 所述活性炭纤维要成排交错打孔，孔径分别为d 1 =0.2-1.8mm，d 2 =1.9-4mm。 0012 所述粘着剂配制方法如下： 在水中加入冰乙酸配成质量浓度为1-8%的冰乙酸溶液； 将冰乙酸溶液置于恒温水浴锅中，水浴锅温度为60，加入甲克素粉，搅拌制成质量 浓度为1-6%甲壳素粉溶液； 取50ml甲壳素粉溶液，加入150-950ml水混匀制得粘着剂。 0013 本发明中一种暗光催化的无光触媒/活性炭纤维复合材料的制备方法， 所述步骤（2）中，无光触媒溶液是将无光触媒置于超声清洗仪中超声15-30min使其分 散，然后置于恒温水浴锅中搅拌均匀，水浴温度为20。
12、-30。 0014 本发明中方法制备的暗光催化的无光触媒/活性炭纤维复合材料，具有吸附/催 化/过滤三重层功能： 内层的活性炭纤维是具有超强吸附能力的吸附层；中层的无光触媒 均匀附着在活性炭纤维表面及其间隙之间，将活性炭纤维包裹其中，形成催化层，既能降解 空气中的甲醛等气体，也能降解因条件变化而从活性炭纤维中溢出的甲醛等气体，锁住并 催化降解被吸附的污染物；外层透明的粘胶剂保护无光触媒不流失，并让光线透过，加强无 光触媒的催化作用，形成保护过滤层。 0015 本发明中，暗光催化的无光触媒/活性炭纤维复合材料的应用为以无光触媒质量 和活性炭纤维表面积为计算，无光触媒溶液喷涂量为10-100g/m。
13、 2 ；以粘着剂本身重量和活 性炭纤维表面积为计算，粘着剂喷涂量为200-1000ml/ m 2 。 0016 本发明本将无光触媒稳定负载于在活性炭纤维上，具有可高度重复利用和不间断 吸附降解的优点，制备出的复合材料在光线充足或暗光条件下均可进行高效的吸附、过滤 和催化反应，用于大气污染治理、室内空气处理、水污染控制、去除PM2.5、杀菌消毒等，可做 到一天24小时不间断净化，净化效果可达到99.9%。 0017 本发明制得的复合材料薄膜均匀，结合牢固，所采用的材料对环境和人体无毒害， 且制备简单，使用成本低。通过太阳光暴晒或60低温便可实现复合材料的原位再生，可反 复长时间使用。 0018 。
14、具体实施方式 0019 下面结合实例对本发明进一步详述，所使用的无光触媒及其它原料购买于市场： 实施案例1 将活性炭纤维裁剪2020cm大小。然后称取称取20g无光触媒，加入200ml高纯水， 说 明 书CN 104437452 A 3/5页 5 于超声清洗仪中80W超声30min后置于恒温水浴锅中搅拌均匀。然后，将混匀的无光触媒 均匀的喷涂于活性炭纤维表面，电热板烘干，温度60，时间1h。制得所需样品。所制得样 品对甲醛的去除率为70%；PM2.5去除率为50%；杀菌消毒率为60%；除臭除异味率为67%。 0020 实施案例2 将活性炭纤维裁剪2020cm大小之后打上成排交错的大小孔, d 。
15、1 =1.0mm,d 2 =2.0mm。 然后称取称取20g无光触媒，加入200ml高纯水，于超声清洗仪中80W超声30min后置于恒 温水浴锅中搅拌均匀。然后，将混匀的无光触媒均匀的喷涂于活性炭纤维表面，电热板烘 干，温度60，时间1h。便制得所需样品。所制得的样品对甲醛的去除率为85%；PM2.5去 除率为80%；杀菌消毒率为97%；除臭除异味率为90%。 0021 实施案例3 将活性炭纤维裁剪2020cm大小之后打上成排交错的大小孔,d 1 =1.0mm,d 2 =2.0mm。然 后称取20g无光触媒，加入200ml高纯水，于超声清洗仪中80W超声30min后置于恒温水浴 锅中搅拌均匀。。
16、同时配制粘着剂。其中粘着剂配制方法为：取4wt%冰乙酸溶液100g，加入 甲克素粉末后置于数显恒温水浴锅搅拌溶解制成3%甲壳素粉溶液。水浴锅温度为60。 再取50ml甲壳素粉溶液，加入450ml高纯水混匀制得粘着剂。最后，将混匀的无光触媒均 匀的喷涂于活性炭纤维表面，电热板烘干，温度60，时间1h；再喷涂粘着剂使其固定在活 性炭纤维表面，电热板烘干，温度60，时间1h。便制得具有暗光催化功能的复合材料。所 制得样品对甲醛的去除率为99.9%；PM2.5去除率为99%；杀菌消毒率为99%；除臭除异味率 为100%。 0022 实施案例4 将活性炭纤维裁剪2020cm大小之后打上成排交错的大小孔,。
17、d 1 =0.2mm,d 2 =1.9mm。然 后称取20g无光触媒，加入100ml高纯水，于超声清洗仪中80W超声30min后置于恒温水浴 锅中搅拌均匀。同时配制粘着剂。其中粘着剂配制方法为：取1wt%冰乙酸溶液100g，加入 甲克素粉末后置于数显恒温水浴锅搅拌溶解制成6%甲壳素粉溶液。水浴锅温度为60。 再取50ml甲壳素粉溶液，加入150ml高纯水混匀制得粘着剂。最后，将混匀的无光触媒均 匀的喷涂于活性炭纤维表面，烘干，温度60，时间1h；再喷涂粘着剂使其固定在活性炭纤 维表面，烘干，温度60，时间1h。便制得具有暗光催化功能的复合材料。所制得的样品对 甲醛的去除率为75%；PM2.5去。
18、除率为80%；杀菌消毒率为90%；除臭除异味率为95%。 0023 实施案例5 将活性炭纤维裁剪2020cm大小之后打上成排交错的大小孔,d 1 =1.8mm,d 2 =4.0mm。然 后称取20g无光触媒，加入100ml高纯水，于超声清洗仪中80W超声30min后置于恒温水浴 锅中搅拌均匀。同时配制粘着剂。其中粘着剂配制方法为：取8wt%冰乙酸溶液100g，加入 甲克素粉末后置于数显恒温水浴锅搅拌溶解制成1%甲壳素粉溶液。水浴锅温度为60。 再取50ml甲壳素粉溶液，加入950ml高纯水混匀制得粘着剂。最后，将混匀的无光触媒均 匀的喷涂于活性炭纤维表面，烘干, 温度60，时间1h；再喷涂粘着。
19、剂使其固定在活性炭 纤维表面，烘干, 温度60，时间1h。便制得具有暗光催化功能的复合材料。所制得的样 品对甲醛的去除率为85%；PM2.5去除率为80%；杀菌消毒率为90%；除臭除异味率为95%。 0024 实施案例6 将活性炭纤维裁剪2020cm大小之后打上成排交错的大小孔,d 1 =0.2mm,d 2 =1.9mm。然 说 明 书CN 104437452 A 4/5页 6 后称取20g无光触媒，加入160ml高纯水，于超声清洗仪中80W超声15min后置于恒温水浴 锅中搅拌均匀。同时配制粘着剂。其中粘着剂配制方法为：取4wt%冰乙酸溶液100g，加入 甲克素粉末后置于数显恒温水浴锅搅拌溶。
20、解制成3%甲壳素粉溶液。水浴锅温度为60。 再取50ml甲壳素粉溶液，加入450ml高纯水混匀制得粘着剂。最后，将混匀的无光触媒均匀 的喷涂于活性炭纤维表面，烘干, 温度65，时间0.5h；再喷涂粘着剂使其固定在活性炭 纤维表面，烘干, 温度65，时间0.5h。便制得具有暗光催化功能的复合材料。所制得的 样品对甲醛的去除率为80%；PM2.5去除率为80%；杀菌消毒率为95%；除臭除异味率为95%。 0025 实施案例7 将活性炭纤维裁剪2020cm大小之后打上成排交错的大小孔,d 1 =1.0mm,d 2 =2.0mm。然 后称取20g无光触媒，加入100ml高纯水，于超声清洗仪中80W超声。
21、25min后置于恒温水浴 锅中搅拌均匀。同时配制粘着剂。其中粘着剂配制方法为：取4wt%冰乙酸溶液100g，加入 甲克素粉末后置于数显恒温水浴锅搅拌溶解制成6%甲壳素粉溶液。水浴锅温度为55。 再取50ml甲壳素粉溶液，加入950ml高纯水混匀制得粘着剂。最后，将混匀的无光触媒均 匀的喷涂于活性炭纤维表面，烘干, 温度60，时间1h；再喷涂粘着剂使其固定在活性炭 纤维表面，烘干, 温度60，时间1h。便制得具有暗光催化功能的复合材料。所制得的样 品对甲醛的去除率为75%，PM2.5去除率为80%；杀菌消毒率为95%；除臭除异味率为95%。 0026 实施案例8 将活性炭纤维裁剪2020cm大小。
22、之后打上成排交错的大小孔,d 1 =1.8mm,d 2 =4.0mm。然 后称取20g无光触媒，加入120ml高纯水，于超声清洗仪中80W超声20min后置于恒温水浴 锅中搅拌均匀。同时配制粘着剂。其中粘着剂配制方法为：取8wt%冰乙酸溶液100g，加入 甲克素粉末后置于数显恒温水浴锅搅拌溶解制成1%甲壳素粉溶液。水浴锅温度为65。 再取50ml甲壳素粉溶液，加入150ml高纯水混匀制得粘着剂。最后，将混匀的无光触媒均 匀的喷涂于活性炭纤维表面，烘干，温度55，时间1.5h；再喷涂粘着剂使其固定在活性炭 纤维表面，烘干，温度55，时间1.5h。便制得具有暗光催化功能的复合材料。所制得的样 品对。
23、甲醛的去除率为86%，PM2.5去除率为90%；杀菌消毒率为95%；除臭除异味率为95%。 0027 实施案例9 一种暗光催化的无光触媒/活性炭纤维复合材料及制备方法如实施案例3，其中活性 炭纤维裁剪为20100。所制得的样品对甲醛的去除率为86%，PM2.5去除率为90%；杀菌消 毒率为95%；除臭除异味率为95%。 0028 实施案例10 一种暗光催化的无光触媒/活性炭纤维复合材料及制备方法如实施案例3，其中活性 炭纤维裁剪为2010。所制得的样品对甲醛的去除率为66%；PM2.5去除率为90%；杀菌消 毒率为95%；除臭除异味率为95%。 0029 实施案例11 一种暗光催化的无光触媒/。
24、活性炭纤维复合材料及制备方法如实施案例3，其中喷涂 量为无光触媒溶液：粘着剂=1:25。所制得的样品对甲醛的去除率为89%；PM2.5去除率为 90%；杀菌消毒率为95%；除臭除异味率为95%。 0030 实施案例12 一种暗光催化的无光触媒/活性炭纤维复合材料及制备方法如实施案例3，其中喷涂 说 明 书CN 104437452 A 5/5页 7 量为无光触媒溶液：粘着剂=1:50。所制得的样品对甲醛的去除率为80%；PM2.5去除率为 90%；杀菌消毒率为95%；除臭除异味率为95%。 0031 实施案例13 一种暗光催化的无光触媒/活性炭纤维复合材料及制备方法如实施案例3，其中甲壳 素溶液。
25、质量浓度为6%。所制得的样品对甲醛的去除率为80%； PM2.5去除率为90%；杀菌 消毒率为95%；除臭除异味率为95%。 0032 实施案例14 一种暗光催化的无光触媒/活性炭纤维复合材料及制备方法如实施案例3，其中甲壳 素溶液质量浓度为1%。所制得的样品对甲醛的去除率为75%； PM2.5去除率为90%；杀菌 消毒率为95%；除臭除异味率为95%。 0033 实施案例15 一种暗光催化的无光触媒/活性炭纤维复合材料及制备方法如实施案例3，其中无光 触媒喷涂量为30g。所制得的样品对甲醛的去除率为86%，PM2.5去除率为95%；杀菌消毒率 为95%；除臭除异味率为95%。 0034 实施。
26、案例16 一种暗光催化的无光触媒/活性炭纤维复合材料及制备方法如实施案例3，其中无光 触媒喷涂量为10g。所制得的样品对甲醛的去除率为87%，PM2.5去除率为90%；杀菌消毒率 为95%；除臭除异味率为95%。 0035 实施案例17 一种暗光催化的无光触媒/活性炭纤维复合材料及制备方法如实施案例3，其中粘着 剂的喷涂量为200ml。所制得的样品对甲醛的去除率为86%，PM2.5去除率为90%；杀菌消毒 率为95%；除臭除异味率为95%。 0036 实施案例18 一种暗光催化的无光触媒/活性炭纤维复合材料及制备方法如实施案例3，其中粘着 剂的喷涂量为1000ml。所制得的样品对甲醛的去除率为80%，PM2.5去除率为90%；杀菌消 毒率为95%；除臭除异味率为95%。 0037 以上所述仅为本发明的较佳实施例，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。 说 明 书CN 104437452 A 。