专利名称：一种纳米光触媒杀菌空气净化剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种纳米光触媒杀菌空气净化剂，该空气净化剂可以对室内空气进行净化、杀菌、消毒。
背景技术：
中国专利02154431.X公开了一种纳米光触媒抗菌组合物及其制备方法，特征是采用了含有金红石与锐钛矿的纳米复合TiO#-[2]，使抗菌组合物在光照下产生更高的光催化活性，提高抗菌功能；并通过在表面处理的纳米复合TiO#-[2]中加入了银、锌离子，无光照时，由于抗菌离子的作用，同样具有抗菌、除污、自洁功效；其杀菌率均达到95％以上。该纳米光触媒抗菌组合物可直接混入涂料、油漆或陶瓷釉、木材表层使用，不产生脱落，亦可制成母料加入塑料、纤维等基料中制成各种抗菌材料及制品。但是该组合物不能用于居室内空气的净化。因此，需要提出一种纳米光触媒杀菌空气净化剂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种纳米光触媒杀菌空气净化剂，该净化剂喷涂在居室环境中缓慢释放，只需微弱的紫外线照射就可以激发纳米级二氧化钛产生杀菌、抗菌、分解有害气体的作用。
本发明的目的是由下述技术方案实现的一种纳米光触媒杀菌空气净化剂，其特征在于所述空气净化剂由下述原料制备而成，所述原料的重量比为纳米级二氧化钛 0.1-5纳米级二氧化硅 2-10杀菌剂 0.1-0.3丙二醇 2-5六偏磷酸钠 0.3-1表面活性剂 0.5-5聚二甲基硅氧烷 0.5-1有机硅流平剂0.1-1稀土激活剂 0.3-1.2去离子水70-100将上述原料按比例混合均匀，经乳化分散处理即可制成纳米光触媒杀菌空气净化剂。
本发明与已有技术相比具有以下优点1、本发明由于采用了纳米级二氧化钛原料，因此，只需微弱的紫外线照射就可以激发纳米级二氧化钛产生杀菌、抗菌、分解有害气体的作用。
2、本发明中的纳米级二氧化钛仅起到催化作用，自身不消耗，可以起到长效杀菌、抗菌、分解有害气体的作用。
3、本发明对环境无二次污染，对人体无毒、无副作用。
4、本发明的杀菌率达到95％以上。
具体实施例方式
实施例一一种纳米光触媒杀菌空气净化剂，由下述原料制备而成，所述原料的重量单位为千克，其重量配比为纳米级二氧化钛 0.1纳米级二氧化硅 2杀菌剂 0.1丙二醇 2六偏磷酸钠 0.3表面活性剂 0.5聚二甲基硅氧烷 0.5有机硅流平剂0.1稀土激活剂 0.3去离子水70。
将上述原料按比例混合均匀，通过高剪切乳化机进行乳化分散处理20-30分钟，然后通过超声波分散机分散处理5-10分钟即可制成纳米光触媒空气净化剂。该净化剂可以采用喷洒方式，也可以采用刷涂方式使其附着在居室的墙壁上、玻璃上或者地面上，在居室环境中缓慢释放，产生长效的杀菌、抗菌、分解有害气体的作用。
在本实施例中，所述的纳米级二氧化钛(TiO2)是混晶型纳米级二氧化钛，它由70-80％的锐钛矿型和20-30％的金红石型组成。其粒子呈球状，粒径为30-80纳米。纳米粒子在水和空气中受紫外线辐射产生带负电的电子和带正电的空穴，形成空穴—电子对，在电场作用下空穴和电子发生分离，分别向纳米级二氧化钛粒子表面的不同位置迁移，此时，吸附在纳米级二氧化钛粒子表面的氧气吸收电子形成活性负氧离子，吸附在纳米级二氧化钛粒子表面的水受所述空穴作用形成羟基自由基活性物种。活性负氧离子和羟基自由基具有很高的反应活性，能够强有力地夺得其它物质中的电子，进而发生强氧化反应，有机污染物(如甲醛、苯、甲苯、二甲苯、挥发性有机气体等)、无机污染物(如氨、氮氧化物、二氧化硫、硫化氢等)、细菌、微生物及其赖以生存的有机营养物均可被其氧化成二氧化碳、水和相应的酸，从而达到净化空气的目的。
在本实施例中，杀菌剂选用异噻唑啉酮，也可以选用下列有机杀菌剂中的一种即苯并咪唑类、取代芳烃类、有机溴类、有机胺类、碘炔丙基类、二硫代氨基甲酸盐类。还可以选用下列无机抗菌材料中的一种即氧化银、氧化锌、氧化铜、氧化锆。其目的是防霉抗藻，提高本发明产品储存的稳定性。
在本实施例中，丙二醇是一种防冻剂，可以防止以水为分散介质的纳米光触媒杀菌空气净化剂在冬季结冰。
在本实施例中，六偏磷酸钠是一种分散剂，其作用是吸附在所述纳米粒子(二氧化钛、二氧化硅)的表面，通过降低其界面的张力使纳米粒子在分散过程中更迅速地经过湿润和分散达到理想的一次粒子状态，并能有效地防止这种已经分散的粒子再次重新结合在一起，使其保持稳定的分散状态。分散剂除了可采用六偏磷酸钠以外，还可以采用下列无机分散剂中的一种，即多聚磷酸钠、三聚磷酸钾、焦磷酸四钾；也可以采用下列有机分散剂中的一种，即2-氨基-2-甲基-1-丙醇、聚丙稀酸盐类、聚苯乙烯—顺丁稀二酸盐类、聚异丁稀顺丁稀二酸盐类；或者将上述无机分散剂中的一种与上述有机分散剂中的一种拼用，其中无机分散剂占分散剂总量的25％，有机分散剂占分散剂总量的75％。
在本实施例中，表面活性剂在所述纳米粒子(二氧化钛、二氧化硅)表面产生吸附、改变了纳米粒子的表面电荷分布，对纳米粒子起到空间立体保护作用，可有效防止纳米粒子形成团聚体。本实施例可以采用下列阴离子表面活性剂中的一种，即烷基磺酸钠、脂肪醇硫酸钠、仲烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、α-稀基磺酸钠；还可以采用下列非离子表面活性剂中的一种，即脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、烷基醇酰胺。
在本实施例中，聚二甲基硅氧烷是消泡剂，该消泡剂是为了防止光触媒因为表面活性剂的加入或机械搅拌等原因而产生的泡沫问题，本实施例可以采用聚二甲基硅氧烷溶液，也可以采用磷酸三丁酯。
在本实施例中，有机硅流平剂是为了使光触媒喷涂后能形成平整、光滑均匀的涂膜，除了上述的材料以外，流平剂还可以采用有机硅丙烯酸酯类流平剂、1，2-丙二醇流平剂。
在本实施例中，稀土激活剂可以使用氧化镧、氧化铈、氧化钕或氧化镨等稀土元素离子及其氧化物中的一种或几种。稀土元素的原子结构特点是原子的最外层电子结构相同，次外层电子结构相似，而倒数第三层轨道上有未成对电子，在纳米级二氧化钛中加入稀土原料，由于其外层的电子带存在，当紫外线照射到纳米级二氧化钛时，产生电子和空穴，所产生的电子较多地被稀土元素的外层电子带所俘获，这样便产生更多的空穴，从而更加有效地强化了纳米光触媒杀菌、抗菌、分解有害气体的能力。
在纳米级二氧化钛中加入适量的稀土元素后，可将材料的光吸收波长有效扩展到可见光区域。
此外，纳米级二氧化钛具有表面多孔结构、强吸附能力、比表面积大、活性高的特点，可将抗菌金属离子均匀地分散在纳米级二氧化钛粒子表面的微孔中，发挥长效抗菌、杀菌作用。
实施例二一种纳米光触媒杀菌空气净化剂，由下述原料制备而成，所述原料的重量单位为千克，其重量配比为纳米级二氧化钛5纳米级二氧化硅10杀菌剂0.3丙二醇5六偏磷酸钠1表面活性剂5聚二甲基硅氧烷1有机硅流平剂 1稀土激活剂1.2去离子水 100。
实施例三一种纳米光触媒杀菌空气净化剂，由下述原料制备而成，所述原料的重量单位为千克，其重量配比为纳米级二氧化钛3纳米级二氧化硅6杀菌剂0.2丙二醇3.5六偏磷酸钠0.7表面活性剂2.75聚二甲基硅氧烷0.75有机硅流平剂 0.5稀土激活剂0.75去离子水 85。
权利要求
1.一种纳米光触媒杀菌空气净化剂，其特征在于所述空气净化剂由下述原料制备而成，所述原料的重量比为纳米级二氧化钛 0.1-5纳米级二氧化硅 2-10杀菌剂 0.1-0.3丙二醇 2-5六偏磷酸钠 0.3-1表面活性剂 0.5-5聚二甲基硅氧烷 0.5-1有机硅流平剂 0.1-1稀土激活剂 0.3-1.2去离子水 70-100将上述原料按比例混合均匀，经乳化分散处理即可制成纳米光触媒杀菌空气净化剂。
2.根据权利要求1所述的纳米光触媒杀菌空气净化剂，其特征在于所述空气净化剂由下述原料制备而成，所述原料的重量比为纳米级二氧化钛 0.1纳米级二氧化硅 2杀菌剂 0.1丙二醇 2六偏磷酸钠 0.3表面活性剂 0.5聚二甲基硅氧烷 0.5有机硅流平剂 0.1稀土激活剂 0.3去离子水 70。
3.根据权利要求1所述的纳米光触媒杀菌空气净化剂，其特征在于所述空气净化剂由下述原料制备而成，所述原料的重量比为纳米级二氧化钛 5纳米级二氧化硅 10杀菌剂 0.3丙二醇 5六偏磷酸钠 1表面活性剂 5聚二甲基硅氧烷 1有机硅流平剂 1稀土激活剂 1.2去离子水 100。
4.根据权利要求1所述的纳米光触媒杀菌空气净化剂，其特征在于所述空气净化剂由下述原料制备而成，所述原料的重量比为纳米级二氧化钛 3纳米级二氧化硅 6杀菌剂 0.2丙二醇 3.5六偏磷酸钠 0.7表面活性剂 2.75聚二甲基硅氧烷 0.75有机硅流平剂 0.5稀土激活剂 0.75去离子水 85。
全文摘要
本发明涉及一种纳米光触媒杀菌空气净化剂，其特征在于所述空气净化剂由下述原料制备而成，所述原料的重量比为纳米级二氧化钛0.1－5、纳米级二氧化硅2－10、杀菌剂0.1－0.3、丙二醇2－5、六偏磷酸钠0.3－1、表面活性剂0.5－5、聚二甲基硅氧烷0.5－1、有机硅流平剂0.1－1、稀土激活剂0.3－1.2、去离子水70－100；将上述原料按比例混合均匀，经乳化分散处理即可制成纳米光触媒杀菌空气净化剂。
文档编号A61L101/00GK1788796SQ20041009715
公开日2006年6月21日 申请日期2004年12月13日 优先权日2004年12月13日
发明者张贵洲 申请人:张贵洲