本發(fā)明涉及光催化劑，尤其是涉及一種在弱光條件下能夠高效降解室內(nèi)空氣污染物的降解室內(nèi)污染物的光復(fù)合催化劑及其制備方法。

背景技術(shù)：

隨著我國綜合國力的不斷提升，人們的住房條件也逐步得到改善，市面上裝修材料也是多種多樣，但這些裝修材料所帶來的污染也變得越來越嚴(yán)重，給人們的健康造成了極大的隱患。如何有效地治理室內(nèi)的空氣污染，對人們的健康，改善人們的生活質(zhì)量具有廣泛的意義。目前，常規(guī)的治理手段通風(fēng)處理可以將室內(nèi)的污染物驅(qū)散，但只能處理家具散發(fā)出來的部分污染物，是一種治標(biāo)不治本的方法。因此發(fā)展一種綠色、無毒、無二次污染的處理手段勢在必行。其中光催化技術(shù)由于成本低、安全無毒、反應(yīng)條件溫和、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)成為一種理想的室內(nèi)環(huán)境凈化的技術(shù)。然而光催化技術(shù)對光照條件的要求比較苛刻，導(dǎo)致其在實(shí)際的應(yīng)用當(dāng)中受到了一定的限制。針對這一實(shí)際問題，一些科研工作者開始研究一些在弱光條件下能夠?qū)κ覂?nèi)污染物進(jìn)行凈化的催化劑。近年來，利用硫酸或者強(qiáng)堿改變催化劑表面的電位能夠很好的吸附，活化有機(jī)污染物，有利于提高催化劑的凈化能力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有的光催化劑對光敏感度不夠、密閉空間內(nèi)光照條件有限等問題，提供所制備的光催化劑具有納米尺寸小、高的比較面積、能夠在弱光條件下有效降解室內(nèi)空氣污染物、制備方法簡單、原料廉價(jià)易得、可大規(guī)模應(yīng)用、經(jīng)濟(jì)和社會效益顯著的降解室內(nèi)污染物的光復(fù)合催化劑及其制備方法。

所述降解室內(nèi)污染物的光復(fù)合催化劑的化學(xué)式為au-tio2/naoh。

所述降解室內(nèi)污染物的光復(fù)合催化劑的制備方法包括以下步驟：

1)將納米二氧化鈦放入容器中，在容器中加入蒸餾水，攪拌，形成白色懸濁液；

2)在步驟1)得到的白色懸濁液中加入naoh，攪拌，洗滌，離心，烘干，煅燒，得復(fù)合催化劑tio2/naoh；

3)利用光還原法將au負(fù)載在復(fù)合催化劑tio2/naoh上，即得降解室內(nèi)污染物的光復(fù)合催化劑au-tio2/naoh。

在步驟1)中，所述攪拌的時(shí)間可為0.5～24h。

在步驟2)中，所述煅燒的條件可在馬弗爐中200～400℃煅燒0.5～2h；所述攪拌可在紫外燈照射的條件下保持?jǐn)嚢?.5～24h。

在步驟3)中，所述au負(fù)載的前驅(qū)物可為氯金酸，或其他金的可溶性鹽類。

所述naoh可采用其它強(qiáng)堿物質(zhì)。

本發(fā)明采用負(fù)載au利用光還原的方法。

所述降解室內(nèi)污染物的光復(fù)合催化劑可在室內(nèi)燈光條件下應(yīng)用，尤其能夠用于氣相室內(nèi)空氣污染物的凈化。

高效降解室內(nèi)空氣污染物的復(fù)合催化劑是一種以二氧化鈦為基質(zhì)的復(fù)合催化劑，化學(xué)式為au-tio2/naoh。復(fù)合催化劑具有尺寸小，高比表面積，au負(fù)載可以有效地延長光催化劑的響應(yīng)波長，有利于氧化有機(jī)污染物，naoh不僅可以有效改變tio2表面的性質(zhì)，而且對污染物有一定的活化作用，促進(jìn)催化氧化作用。

高效降解室內(nèi)空氣污染物的復(fù)合催化劑的制備方法為傳統(tǒng)的攪拌-煅燒法。

本發(fā)明解決了光催化劑在室內(nèi)空氣凈化中關(guān)照不足等問題。本發(fā)明所制備的催化劑具有尺寸小、高比表面積、活化污染物降低反應(yīng)勢能等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明制備方法簡單，原料廉價(jià)，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。

本發(fā)明的有益效果在于：

(1)本發(fā)明首次將au-tio2/naoh應(yīng)用于催化降解室內(nèi)空氣污染物方面，au能夠有效的增加tio2的催化氧化能力，使其在弱光條件下降解有機(jī)污染物，而naoh可以有效活化污染物提高其催化性能高效的降解室內(nèi)空氣污染物。

(2)本發(fā)明采用高效便捷的攪拌-煅燒法，通過調(diào)節(jié)au和基質(zhì)的比例，反應(yīng)體系的攪拌時(shí)間、煅燒時(shí)間，分步合成不同比例的復(fù)合催化劑au-tio2/naoh，制備流程簡單，有利于大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)。

(3)光復(fù)合催化劑au-tio2/naoh能夠高效降解室內(nèi)空氣污染物，同時(shí)具有良好的活性穩(wěn)定性。在反應(yīng)體系中可以方便地進(jìn)行分離處理，催化劑可再生能力強(qiáng)，重復(fù)率高，具有很高的實(shí)用價(jià)值和應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1為本發(fā)明tio2，tio2/naoh和pt-tio2/naoh催化劑弱光條件下氣相降解甲醛的情況。

圖2為本發(fā)明pt-tio2/naoh催化劑的穩(wěn)定性評價(jià)圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的制備步驟如下：

將一定量的商品二氧化鈦放入容器中，向容器中加入一定量的蒸餾水，在室溫下攪拌1～2h，形成均勻的白色懸濁液，然后將一定量的naoh溶液緩慢滴至上述懸濁液中，持續(xù)攪拌1～2h，產(chǎn)物經(jīng)過洗滌，離心，烘干和煅燒得到所述的復(fù)合催化劑tio2/naoh，隨后利用光還原法將一定量的au負(fù)載于tio2/naoh上制備得到au-tio2/naoh復(fù)合催化劑。

以下給出具體實(shí)施例。

實(shí)施例1

具有高效氣相降解能力的復(fù)合催化劑au-tio2/naoh的制備。

將一定量的p25放入容器中，加入60ml的蒸餾水，在室溫下攪拌30min，形成均勻的白色懸濁液，用氫氧化鈉溶液將上述濁液的ph調(diào)節(jié)為13，持續(xù)攪拌1h，然后將產(chǎn)物離心，洗滌，烘干在400℃條件下煅燒2h，得到tio2/naoh復(fù)合催化劑，隨后利用光還原法將1％au負(fù)載于上述的tio2/naoh上得到au-tio2/naoh。圖1給出在弱光條件下tio2，tio2/naoh和au-tio2/naoh催化劑在氣相降解甲醛的活性圖，從圖1中可以發(fā)現(xiàn)所制備的復(fù)合催化劑au-tio2/naoh表現(xiàn)出優(yōu)秀的催化降解甲醛的能力，而tio2和tio2/naoh催化劑性能較pt-tio2/naoh的性能要低。圖2給出au-tio2/naoh在氣相降解甲醛的穩(wěn)定性圖，從圖2中可以觀察到，所制備的催化劑在經(jīng)過50h的降解實(shí)驗(yàn)，依然能保持較高的活性。說明該催化在氣相降解甲醛反應(yīng)中表現(xiàn)出優(yōu)秀的催化穩(wěn)定性。因此復(fù)合催化劑au-tio2/naoh可能在處理室內(nèi)空氣污染方面是一個很有潛力的催化劑。

實(shí)施例2

將一定量的p25加入容器中，向容器加入60ml的蒸餾水，攪拌至均勻白色的懸濁液，然后用氫氧化鈉將上述濁液的ph調(diào)節(jié)為13，攪拌1h，然后將產(chǎn)物離心，洗滌，烘干在500℃條件下煅燒2h，得到tio2/naoh復(fù)合催化劑，隨后利用光沉積法將0.5％au負(fù)載于上述的tio2/naoh上得到au-tio2/naoh復(fù)合催化劑。

實(shí)施例3

將一定量的p25加入容器中，向容器加入60ml的蒸餾水，攪拌至均勻白色的懸濁液，然后用氫氧化鈉將上述濁液的ph調(diào)節(jié)為14，攪拌2h，然后將產(chǎn)物離心，洗滌，烘干在600℃條件下煅燒2h，得到tio2/naoh復(fù)合催化劑，隨后利用光沉積法將1.5％au負(fù)載于上述的tio2/naoh上得到au-tio2/naoh復(fù)合催化劑。

實(shí)施例4

將一定量的p25加入容器中，向容器加入60ml的蒸餾水，攪拌至均勻白色的懸濁液，然后用氫氧化鈉將上述濁液的ph調(diào)節(jié)為14，攪拌2h，然后將產(chǎn)物離心，洗滌，烘干在400℃條件下煅燒1h，得到tio2/naoh復(fù)合催化劑，隨后利用光沉積法將1％au負(fù)載于上述的tio2/naoh上得到au-tio2/naoh復(fù)合催化劑。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例。

本發(fā)明能夠在常溫、弱光條件下高效降解室內(nèi)污染物的光催化劑au-tio2/naoh及其制備方法和應(yīng)用，所述的幾種催化劑是在二氧化鈦的基礎(chǔ)上研發(fā)的，擬解決傳統(tǒng)光催化劑在實(shí)際應(yīng)用中沒有紫外光照射、降解效率低下等問題。通過強(qiáng)堿處理基質(zhì)tio2，再將貴金屬au負(fù)載到該材料上，采用簡單的預(yù)處理-負(fù)載兩步合成這種復(fù)合材料au-tio2/naoh。本發(fā)明制備的催化劑具有在可見光條件下分解室內(nèi)污染物的性能，因此能夠更好的應(yīng)用于處理室內(nèi)污染物，主要有甲醛，苯，甲苯等。本發(fā)明制備方法簡單，原料廉價(jià)易得，有利于大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)，具備顯著的經(jīng)濟(jì)和社會效應(yīng)。