一种装修污染高效除味剂及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种以玻璃纤维编织布为基底、以部分还原氧化石墨烯/纳米SnO2/纳米Ag作为光催化剂、以芴-噻吩共聚物为光敏剂的装修污染除味剂及其制备方法，所述装修污染除味剂在可见光照射下，对于装修房间内的多种污染物具有非常高的降解效率和降解速率。
【专利说明】一种装修污染高效除味剂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种装修污染除味剂，特别地涉及一种以玻璃纤维编织布为基底、以部分还原氧化石墨烯/纳米SnO2/纳米Ag作为光催化剂、以芴-噻吩共聚物为光敏剂的装修污染除味剂及其制备方法，属于空气净化领域。
【背景技术】
[0002]随着人们生活水平的日益提高，以及城市化进程的加快，出现了装修高档的写字楼。现在许多居室的封闭式装修和室内所用的装饰材料造成了室内空气污染，挥发性有机化合物(VOCs)成为主要的空气污染物，而这些VOCs中含有大量的致癌物质，例如甲醛、苯、甲苯、二甲苯、氨等的浓度远高于国际标准，这对居民的身心健康造成了严重威胁，也是诱发多种恶性肿瘤疾病的重要因素之一。
[0003]自上个世纪70年代，科学家发现半导体氧化物TiO2能降解废水中的氰化物以来，人们对TiO2的研究日益深入。多种研究表明，TiO2尤其是纳米TiO2对多种污染物具有很强的光催化降解能力。
[0004]但TiO2也存在一些缺点，例如:1、与吸附型的物理材料相比，其吸附性能较差，难以将室内的有机污染物吸附到其表面进行富集，从而影响了其光催化效率和性能；2、纳米TiO2发挥光催化作用时需要紫外光激发，这不利于在人们长期居住的室内使用；3、纳米光催化剂由于颗粒比表面积大而易团聚，这会影响其性能持续、稳定的发挥；4、大部分的光催化薄膜为了提高其与基底的结合力，需要高温烧结，而这不利于其在耐热性差的材料组合使用，因而大大限制了其应用范围。
[0005]为了克服这些缺陷，人们进行`了大量的研究，如包膜改性:在纳米TiO2表面均匀包覆一层其它物质的包膜，使其表面性质发生变化将其稳定。改变光催化剂如使用可见光敏感的WO3催化剂。
[0006]CN1283355C公开了一种空气净化用复合光催化材料，其是将钛酸酯为原料制得二氧化钛溶胶，或以纳米二氧化钛粉末在水中超声波分散得到二氧化钛悬浮液，然后加入活性炭进行水热处理，得到二氧化钛/活性炭复合催化剂的悬浮液。最后与造纸工艺结合，喷吐在纸上，得到了以纸为载体的吸附型复合光催化空气净化材料。
[0007]Takeo Arai 等[参见“Complete oxidation of acetaldehyde and toluene overa Pd/W03photocatalyst under fluorescent-or visible-light irradiation，，，Chem.Commun.，2008, 5565 - 5567]报道了 Pd/W03催化剂，其在可见光照射下可光催化氧化乙醛、甲苯生成CO2。
[0008]CN103084062A公开了一种净化空气的装置，其中包含光催化降解装置，具体包含基底层镍网或铜网、外层TiO2纳米球薄膜层和位于基底层和外层之间的中间层单层石墨烯层，该装置可以实现氧化分解甲醛、细菌等有害物质，但是需要紫外灯激发才能发挥光催化作用。
[0009]尽管上述公开的现有技术均具有各自的优点，但仍存在降解效率低、稳定性差等缺点，并且可见光的催化剂种类依然十分有限。因而，需要开发更多的光催化体系。
[0010]目前，石墨烯因其具有良好的导电性、大的比表面积而被应用于多个领域。例如，CN101947441A公开了石墨烯/TiO2、石墨烯/C3N4复合光催化剂，分别用于亚甲基蓝的催化降解和催化产氢，但并未记载任何的关于空气净化性能的数据。
[0011]因而，针对现有技术缺陷以及石墨烯的良好性能，本发明旨在开发一种含高效的石墨烯/半导体光催化剂的装修污染除味剂，用于空气的净化、除味，以满足人们的日常生
活需要。
【发明内容】
[0012]为了解决上述缺陷，本发明人进行了潜心研究，在付出大量创造性劳动后，从而完成了本发明。
[0013]本发明涉及一种装修污染除味剂，特别地涉及一种以玻璃纤维编织布为基底、以部分还原氧化石墨烯/纳米SnO2/纳米Ag作为光催化剂、以芴-噻吩共聚物为光敏剂的装修污染除味剂，并令人惊讶地发现，本发明的所述装修污染除味剂在可见光照射下，对于装修房间内的多种污染物具有非常高的降解效率和降解速率，且稳定性优异，在空气净化除味方面效果突出。
[0014]此外，本发明还提供了该装修污染除味剂的温和制备方法。
[0015]具体而言，第一方面，本发明提供了一种装修污染除味剂，所述装修污染除味剂包括:
[0016](I) ?玻璃纤维编织布；
[0017](2).在所述玻璃纤维编织布`上的光催化薄膜，所述光催化薄膜包含部分还原氧化石墨烯/纳米SnO2/纳米Ag和芴-噻吩共聚物。
[0018]其中，所述芴-噻吩共聚物的结构为:
[0019]
【权利要求】
1.一种装修污染除味剂，其包括: (1).玻璃纤维编织布； (2).在所述玻璃纤维编织布上的光催化薄膜，所述光催化薄膜包含部分还原氧化石墨烯/纳米SnO2/纳米Ag和荷-噻吩共聚物。
2.如权利要求1所述的装修污染除味剂，其特征在于:所述芴-噻吩共聚物的结构为: n=0.35，Mn (数均分子量)=30 X IO3±470。
3.如权利要求1-2任一项所述的装修污染除味剂，其特征在于:所述部分还原氧化石墨烯与纳米SnO2的质量比为1-10:1，部分还原氧化石墨烯与纳米Ag的质量比为5-100:1 ；所述SnO2与芴-噻吩共聚物的质量比为1:0.01-0.2。
4.如权利要求3所述的装修污染除味剂，其特征在于:所述部分还原氧化石墨烯与纳米SnO2以及纳米Ag的质量比为10:5:0.5, SnO2与芴-噻吩共聚物的质量比为1:0.05。
5.如权利要求1-4任一项所述的装修污染除味剂，其特征在于:所述纳米SnO2的粒径为l-30nm,所述纳米银的粒径为l-10nm。
6.如权利要求1-5任一项所述的装修污染除味剂，其特征在于:所述玻璃纤维编织布的材质为石英或钠?丐玻璃，纤维线径为10-100 u m,线数为1-10支,空隙度为100-1000目。
7.如权利要求1-6任一项所述的装修污染除味剂，其特征在于:所述光催化薄膜的厚度为 0.1-10 u m。
8.权利要求1所述装修污染除味剂的制备方法，包括如下步骤: (I).部分还原氧化石墨烯/纳米SnO2/纳米Ag的制备 将氧化石墨置于去离子水中，经超声波作用15-25min，超声功率为100-200W，解离得到单层的石墨烯氧化物溶液；所述氧化石墨与去离子水的质量体积比mg/mL为0.2-0.5:1 ；取石墨烯氧化物溶液30ml，用质量百分比浓度为5%的Na2CO3水溶液调节pH至9_10，向其中加入120-180g的硼氢化钠，于80-90°C的条件下反应2-3h，然后离心，将得到的固体用水洗涤两遍后，再分散到水中制成质量体积浓度为0.2-0.5mg/mL的部分还原氧化石墨烯分散液； 取IOOmL上述得到的部分还原氧化石墨烯分散液，向其中加入正十二烷基磺酸钠水溶液，超声10-15分钟，加入SnCl2的盐酸水溶液，其中HCl质量百分比浓度为2-5%，SnCl2摩尔浓度为0.005-0.015mol/L，搅拌25分钟，然后在剧烈搅拌下逐滴加入尿素量为SnCl2三倍摩尔量的l-2mol/L的尿素溶液，加完后再加入质量百分比浓度为1-2%的H2O2溶液；最后，将得到的混合物密闭于聚四氟乙烯容器中在80-100°C反应14-20h，得到的悬浮液离心，分离，用水离心洗漆3-5次,然后再分散到IOOmL水中，加入0.01-0.02M的硝酸银水溶液,搅拌40-60分钟,最后加入质量体积比为5-10mg/mL的硼氢化钠水溶液l_4mL,在室温下搅拌反应2h，再次离心分离，用水离心洗涤5次，在40-60°C下干燥，得到部分还原氧化石墨烯/纳米SnO2/纳米Ag，备用；其中，所述十二烷基磺酸钠水溶液的质量体积比为10-20mg/mL，加入体积为4_9mL ;所述SnCl2的盐酸水溶液为10-40mL，H2O2溶液为0.5-1.0mL，硝酸银水溶液为l_8mL ； (2).将第(I)步制备的部分还原氧化石墨烯/纳米SnO2/纳米Ag分散于DMF中，形成质量体积比为0.1-0.5mg/mL的分散液，然后加入上述芴-噻吩共聚物，超声分散10-30分钟形成均匀的分散液后，将玻璃纤维编织布以批次或连续滚筒浸渡上述分散液，控制浸渡拉引速度及空气湿度，在玻璃纤维编织布表面均匀涂布一层光催化薄膜，镀膜后的编织布在40-60°C下真空干燥，即可得到所述装修污染除味剂。
9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于:步骤⑴中，所述正十二烷基磺酸钠水溶液的质量体积比为10-20mg/mL，加入体积为4-9mL ;所述SnCl2的盐酸水溶液为10_40mL，H2O2溶液为0.5-1.0mL，硝酸银水溶液为l_8mL。
10.如权利要求8-9任一项所述的制备方法，其特征在于:步骤(2)中，所述浸渡拉引速度为5-lOcm/min，空气湿度为50_60%RH，分散液中SnO2与所加入芴-噻吩共聚物的质量比为 1:0.01-0.2。`
【文档编号】B01D53/86GK103495193SQ201310481713
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年10月15日 优先权日:2013年10月15日
【发明者】唐喜军 申请人:北京环球新能科技开发有限公司