本发明涉及空气净化领域，尤其涉及一种纳米光触媒复合材料及其制备方法和应用。
背景技术：
空气是人类赖以生存的重要外界环境之一，在甲醛、苯、甲苯、二苯等有害气体污染的环境中生存可引起眼、鼻、喉及呼吸道刺激，还可引起头痛、头晕、恶心、胸闷、精神不振等不适症状。世界卫生组织(who)研究表明，长期接触甲醛、苯、甲苯、二苯等有害气体，可能会导致癌症、白血病等恶性疾病。
随着大量新建房屋投入使用，室内装饰装修及建材家具的需求日益加大，现代建筑装饰装修以及复合家具的大量使用将大量有机挥发物质带入室内，其中就包括甲醛、苯、甲苯、二苯等有害气体。另外，室内各种家居用品、被褥、鞋、袜等个人用品，存放时间久了都会聚集大量细菌、真菌和尘螨的污染，在持续潮湿、通风不畅、有营养物质的环境容易产生微生物污染，从而产生异味。微生物污染是引发各种感染、过敏性疾病和传染性疾病的主要原因，这些污染物严重影响室内空气质量和人们的身体健康。
目前处理异味和室内污染的方法有很多，主要是采用以香精为主的空气清新剂，表面上“掩盖”异味，使人们对异味的感觉得到缓解，实际上并没有彻底消除异味和污染；或者是利用活性炭和植物的吸附作用，但是此方法效果有限，并没有从根本上解决污染问题。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明提供了一种纳米光触媒复合材料，本发明提供的纳米光触媒复合材料能够有效去除甲醛、苯、甲苯、二甲苯和voc有机污染物，而且能够有效杀灭细菌和微生物。
本发明提供了一种纳米光触媒复合材料，以质量份计，包括以下组分：
优选的，所述甲醛捕捉剂包括咪唑烷酮和/或己二酸二酰肼。
优选的，所述纳米光触媒为纳米二氧化钛。
优选的，所述除味剂为338净味乳液。
优选的，所述纳米光触媒复合材料还包括香精，所述香精的质量份数为0.4～0.6份。
本发明提供了上述技术方案所述纳米光触媒复合材料的制备方法，包括以下步骤：
将甲醛捕捉剂、纳米光触媒、纳米银离子、负氧离子粉和水加热混合；然后再与除味剂混合，得到纳米光触媒复合材料。
当所述纳米光触媒复合材料包括香精时，所述纳米光触媒复合材料的制备方法包括以下步骤：
将甲醛捕捉剂、纳米光触媒、纳米银离子、负氧离子粉、水加热混合；然后再与除味剂和香精混合，得到纳米光触媒复合材料。
本发明还提供了上述技术方案所述纳米光触媒复合材料或者上述技术方案所述方法制备得到的纳米光触媒复合材料作为空气净化剂的应用。
本发明提供的纳米光触媒复合材料，以质量份计，包括甲醛捕捉剂10～18份、纳米光触媒5～10份、纳米银离子5～8份、负氧离子粉5～7份、除味剂15～20份、水40.3～52.1份。本申请提供的纳米光触媒复合材料，在甲醛捕捉剂和纳米光触媒的双效复合作用下，能够有效去除甲醛、苯、甲苯、二甲苯有机污染物，通过化学反应，能够有效对上述有机污染物进行捕捉和分解，有效地改变了有机物分子的空间结构，转化为无味无害的分子；另外，在银离子和纳米光触媒的共同作用下，使纳米光触媒复合材料能够有效杀灭细菌和微生物；在除味剂的作用下，能够有效去除异味。
具体实施方式
本发明提供了一种纳米光触媒复合材料，以质量份计，包括以下组分：
本发明提供的纳米光触媒复合材料包括甲醛捕捉剂，所述甲醛捕捉剂为10～18质量份，优选为12～16份。在本发明中，所述甲醛捕捉剂优选包括咪唑烷酮和/或己二酸二酰肼，当所述甲醛捕捉剂优选为咪唑烷酮和己二酸二酰肼的混合物时，所述咪唑烷酮和己二酸二酰肼的质量比优选为1:1。在本发明中，所述甲醛捕捉剂能够有效地去除空气中的甲醛。
在本发明中，当所述甲醛捕捉剂优选包括咪唑烷酮时，所述咪唑烷酮在常温条件下能够与甲醛产生化学反应，咪唑烷酮中的两个亚氨基和甲醛中的羰剂发生曼尼希反应而生成曼氏碱，生成物稳定不会释放甲醛的物质，反应方程式如式i所示：
在本发明中，当所述甲醛捕捉剂优选包括己二酸二酰肼时，所述己二酸二酰肼分子链上含有2个氨基，带有孤对电子的氮原子能与甲醛中的羰基发生缩合反应，生成相对稳定的腙链接，反应方程式ii所示：
本发明提供的纳米光触媒复合材料包括纳米光触媒，以甲醛捕捉剂的份数为基准，所述纳米光触媒的质量份数优选为5～10质量份，进一步优选为6～8份；所述纳米光触媒优选为纳米二氧化钛；所述二氧化钛的粒径优选≤5nm，本发明优选将二氧化钛的粒径控制在上述范围内，有利于使二氧化钛具有较高的活性。在本发明中，所述纳米光触媒进一步优选为纳米光触媒p25。在本发明中，所述纳米光触媒在紫外线光的照射下，会产生类似光合作用的光催化反应，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如甲醛、苯、甲苯、二甲苯有机污染物和部分无机物，能破坏细菌的细胞膜和固化病毒的蛋白质，可杀灭细菌和分解有机污染物，把有机污染物分解成无污染的水(h2o)和二氧化碳(co2)，因而具有极强的杀菌、除臭、防霉、防污自洁、净化空气功能。
本发明提供的纳米光触媒复合材料包括纳米银离子，以甲醛捕捉剂的份数为基准，所述纳米银离子的质量份数为5～8质量份，优选为6～7份。在本发明中，所述纳米银离子能够有效杀灭细菌和微生物。
本发明提供的纳米光触媒复合材料包括负氧离子粉，以甲醛捕捉剂的份数为基准，所述负氧离子粉的质量份数为5～7质量份。在本发明中，所述负氧离子粉能够释放负氧离子。
本发明提供的纳米光触媒复合材料包括除味剂，以甲醛捕捉剂的份数为基准，所述除味剂的质量份数为15～20质量份，优选为16～18份。在本发明中，所述除味剂优选为338净味乳液。
本发明提供的纳米光触媒复合材料包括水，以甲醛捕捉剂的份数为基准，所述水的质量份数为40.3～51.2质量份，优选为45～50份。在本发明中，所述水优选为去离子水。
本申请提供的纳米光触媒复合材料，在甲醛捕捉剂和纳米光触媒的双效复合作用下，能够有效去除甲醛、苯、甲苯、二甲苯和voc有机污染物，通过化学反应，能够有效对上述有机污染物进行捕捉和分解，有效地改变了有机物分子的空间结构，转化为无味无害的分子；另外，在银离子和纳米光触媒的共同作用下，使纳米光触媒复合材料能够有效杀灭细菌和微生物；在除味剂的作用下，能够有效去除异味。
本发明提供的纳米光触媒复合材料优选包括香精，所述香精优选为薰衣草香精，以甲醛捕捉剂的份数计，所述香精的质量份数优选为0.4～0.6份，进一步优选为0.5份。
本发明还提供了上述技术方案所述纳米光触媒复合材料的制备方法，包括以下步骤：
将甲醛捕捉剂、纳米光触媒，纳米银离子，负氧离子粉和水加热混合；然后再与除味剂混合，得到纳米光触媒复合材料。
本发明先将甲醛捕捉剂、纳米光触媒、纳米银离子、负氧离子粉和水加热混合，得到混合物。在本发明中，所述加热混合的温度优选为60～80℃，进一步优选为65～75℃；所述加热混合的时间优选为25～35min，进一步优选为30min。本发明通过加热混合，使甲醛捕捉剂、纳米光触媒、纳米银离子、负氧离子粉和水之间充分混合。
本发明优选在加热混合的同时进行搅拌处理，所述搅拌的转速优选为80～100r/min，所述搅拌的时间优选与加热混合的时间相同。
得到混合物后，本发明将所述混合物与除味剂混合，得到纳米光触媒复合材料。在本发明中，所述混合优选为搅拌混合，所述搅拌混合的时间优选为55～65min，进一步优选为60min。在本发明中，所述混合物与除味剂的混合温度优选与上述步骤中加热混合的温度相同。
在本发明中，当所述纳米光触媒复合材料优选包括香精时，所述纳米光触媒复合材料的制备方法优选包括以下步骤：
将甲醛捕捉剂、纳米光触媒、纳米银离子、负氧离子粉、水加热混合；然后再与除味剂和香精混合，得到纳米光触媒复合材料。
在本发明中，所述加热混合和混合的实验参数优选与上述制备方法中的实验参数相同，在此不再赘述。
本发明还提供了上述技术方案所述纳米光触媒复合材料或者上述技术方案所述方法制备得到的纳米光触媒复合材料作为空气净化剂的应用。
本发明优选以所述纳米光触媒复合材料为空气净化剂的活性物质，本发明对空气净化剂的制备方法没有特别限制，采用本领域技术人员所熟知的方法即可。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
纳米光触媒复合材料：甲醛捕捉剂4g、高活性纳米tio25g、纳米银离子5g、负氧离子粉6g、338净味乳液15g和去离子水60.7g。
将甲醛捕捉剂、纳米光触媒、纳米银离子和负氧离子粉用去离子水完全溶解后，加入到反应罐中，升温至45℃，以搅拌速度为80转/分钟搅拌30分钟。然后再加入用水溶解后的338净味乳液，再继续搅拌60分钟，得到纳米光触媒复合材料。
实施例2
纳米光触媒复合材料：甲醛捕捉剂3.5g、高活性纳米tio25.5g、纳米银离子5.5g、负氧离子粉5.5g、338净味乳液17g、薰衣草香精0.4g和去离子水62.6g。
将甲醛捕捉剂、纳米光触媒、纳米银离子和负氧离子粉用水完全溶解后，加入到反应罐中，升温至60℃，以搅拌速度为100转/分钟搅拌30分钟。然后再加入用水溶解后的338净味乳液和薰衣草香精，再继续搅拌60分钟，得到纳米光触媒复合材料。
实施例3
纳米光触媒复合材料：甲醛捕捉剂3g、高活性纳米tio26g、纳米银离子5g、负氧离子粉5g、338净味乳液18g、薰衣草香精0.4g和去离子水61.5g。
将甲醛捕捉剂、纳米光触媒、纳米银离子和负氧离子粉用去离子水完全溶解后，加入到反应罐中，升温至80℃，以搅拌速度为80转/分钟搅拌30分钟。然后再加入用水溶解后的338净味乳液和薰衣草香精，再继续搅拌60分钟，得到纳米光触媒复合材料。
实施例4
纳米光触媒复合材料：甲醛捕捉剂2.5g、高活性纳米tio28.5g、纳米银离子6.5g、负氧离子粉6.5g、338净味乳液19g、薰衣草香精0.6g和去离子水56.4g。
将甲醛捕捉剂、纳米光触媒、纳米银离子和负氧离子粉用去离子水完全溶解后，加入到反应罐中，升温至70℃，以搅拌速度为80转/分钟搅拌30分钟。然后再加入用去离子水溶解后的338净味乳液和薰衣草香精，再继续搅拌60分钟，得到纳米光触媒复合材料。
实施例5
纳米光触媒复合材料：甲醛捕捉剂2g、高活性纳米tio210g、纳米银离子8g、负氧离子粉7g、338净味乳液20g、薰衣草香精0.7g和去离子水52.3g。
将甲醛捕捉剂、纳米光触媒、纳米银离子和负氧离子粉用去离子水完全溶解后，加入到反应罐中，升温至80℃，以搅拌速度为100转/分钟搅拌30分钟。然后再加入用去离子水溶解后的338净味乳液和薰衣草香精，再继续搅拌60分钟，得到纳米光触媒复合材料。
对比例
以市场上购买的柳州若思纳米材料科技有限公司生产的可视光触媒作为对比例。
对实施例1～5制备得到的纳米光触媒复合材料和对比例1购买的可视光触媒的杀菌、净化和释放负离子性能进行测试，测试结果如表1所示：
表1实施例1～5和对比例提供的纳米光触媒复合材料的性能
表1中杀菌、有机物净化和释放负氧离子粉的测试方法参照可见光照射下光催化抗菌材料及制品抗菌性能测试方法gb/30706--2014。
由表1测试结果可知，本发明提供的纳米光触媒复合材料能够有效去除甲醛、苯系物、voc等气体分子，而且能够有效抑制金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌和白色念珠菌。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。