技術領域

本發明涉及一種新型光觸媒空氣凈化液及其制作方法。

背景技術

光觸媒是光+觸媒(催化劑)[catalyst]的合成詞。光觸媒是一種以納米級二氧化鈦為代表的具有光催化功能的光半導體材料的總稱，是當前國際上治理室內環境污染的最安全的材料之一。其為在光照環境下，介質材料產生正負電子荷，將空氣分解為氫氧根離子，從而產生分解還原作用。其最具代表性材料為納米級二氧化鈦。

光觸媒在光的照射下，會產生類似光合作用的光催化反應，產生出氧化能力極強的自由氫氧基和活性氧，具有很強的光氧化還原功能，可氧化分解各種有機化合物和部分無機物，能破壞細菌的細胞膜和固化病毒的蛋白質，可殺滅細菌和分解有機污染物，把有機污染物分解成無污染的水(H₂O)、二氧化碳(CO₂)和其它無害物質，因而具有極強的殺菌、除臭、防霉、防污自潔、凈化空氣功能。

光觸媒作為新材料應用，在中國已有九年歷史，最早應用于2003年非典時期，中國唯一一例光觸媒滅活sars病毒實驗由中國科學院生物物理研究所完成，滅活率為100％。同時，在對各種空氣污染物的凈化上，對甲醛、苯、苯系物、硫化物、氨化物有明顯的分解作用。

發明內容

本發明設計了一種新型光觸媒空氣凈化液及其制作方法，其解決的技術問題是現有光觸媒對光譜感應區間有限，無法接受更寬范圍光譜的感應。

為了解決上述存在的技術問題，本發明采用了以下方案：

一種新型光觸媒空氣凈化液，在二氧化鈦中植入過渡金屬離子，形成一含有摻雜過渡金屬離子的二氧化鈦光觸媒，令該二氧化鈦光觸媒可被可見光催化，其特征在于：使用的二氧化鈦光觸媒溶液與含有電氣石粉的金屬氧化物混合粉末混合，制成發生負離子的二氧化鈦光觸媒復合溶液，添入含有電氣石粉的金屬氧化物混合粉末的量占二氧化鈦光觸媒復合溶液的11％-15％。

進一步，二氧化鈦光觸媒溶液中還加入各相當于氫氧化鈦質量的千分之二到萬分之二的表面活性劑和增粘劑。

進一步，表面活性劑為梭酸鹽、硫酸酷、磷酸鹽或聚合乙二醇類或多價醇類表面活性劑。

進一步，所采用的增粘劑為梭甲基纖維素、乙基纖維素、蒙脫石、甲基纖維素或丙烯酸類增粘劑。

進一步，所述植入的過渡金屬離子包括由銅、鎳、釩、鐵所構成群族中的至少一種；所述植入的過渡金屬離子劑量為1015-1016dose/cm2；所述過渡金屬離子植入的方式是利用金屬電漿離子植入系統完成。

一種新型光觸媒空氣凈化液的制作方法，包括以下步驟：

步驟1、溶膠制備，采用溶膠凝膠法，將鈦金屬鹽溶于水或醇類溶液中，加熱攪拌進行水解及縮合反應形成凝膠；

步驟2、薄膜披覆，以旋轉涂布法將二氧化鈦在一基材上均勻涂布形成薄膜；

步驟3、干燥燒結，將涂布二氧化鈦薄膜的基材置入高溫爐中，加熱干燥以去除溶劑與多余的有機物，并令該二氧化鈦形成結晶；

步驟4、表面改質，以金屬電漿離子植入系統，將過渡金屬離子摻雜于二氧化鈦的光觸媒表面，降低能帶間隙并延緩電子一電洞對的再結合率；

步驟5、通過上述步驟制造出可吸收可見光波長范圍內的光源能量的二氧化鈦光觸媒；

步驟6、含有電氣石粉的金屬氧化物混合粉末的調制；

步驟7、使用的二氧化鈦光觸媒溶液與含有電氣石粉的金屬氧化物混合粉末混合，制成發生負離子的二氧化鈦光觸媒復合溶液，添入含有電氣石粉的金屬氧化物混合粉末的量占二氧化鈦光觸媒復合溶液的11％-15％。

進一步，步驟7中二氧化鈦光觸媒溶液中還加入各相當于氫氧化鈦質量的千分之二到萬分之二的表面活性劑和增粘劑。

進一步，所述的二氧化鈦的光觸媒能隙為2.2eV-2.4eV。

該新型光觸媒空氣凈化液及其制作方法與傳統的光觸媒空氣凈化液及其制作方法相比，具有以下有益效果：

(1)本發明提供的光觸媒對光譜感應區間比傳統感應區間增大，可以接受更寬范圍光譜的感應，因此在強光線或弱光線的作用下，都可以產生強烈催化降解功能，能有效地降解空氣中有毒有害氣體，能有效殺滅多種細菌，并能將細菌或真菌釋放出的毒素分解及無害化處理。