光催化剂颗粒材料及其制备方法与流程

本公开涉及一种光催化剂颗粒材料及其制备方法。本公开的一个实施方案涉及一种能够进行有机物分解、细菌去除和病毒去除中的至少一种的光催化剂颗粒材料，以及制备该光催化剂颗粒材料的方法。本项研究得到了2021kict(韩国土木工程与建设技术研究院)重大项目“光催化重整技术和空调过滤器开发”项目(项目编号：20210218-001，研究项目名称：建筑业创新公司支持与业绩拓展，贡献率：1/2)以及2022kict重大项目“用于病毒灾害响应的应急模块化系统的开发——能够防止传染病的传播并能够快速响应的模块化设施和隔离系统的开发”项目(项目编号：20220238-001，研究项目名称：安全、保障、陆上运输技术开发，贡献率：1/2)的研究资金的支持。

背景技术：

1、新型/变异病毒的大规模爆发可能威胁人们的生命和安全，并对国民经济造成严重损害。

2、由于2000年代新的高风险呼吸道传染病传入韩国，包括2003年的sars、2009年的猪流感、2015年的mers和2020年的新冠肺炎(covid-19)，我们持续不断地经历着震惊和恐惧。这些呼吸道传染病具有当被感染者通过咳嗽等排出的传染源(病原病毒或细菌)通过未感染者的呼吸道进入时而被传播的特征。事实上，频繁的情况是室内生活环境中的空气受到传染源的污染并且传染病严重传播。此外，即使从经济损失的角度来看，据报道，2015年由mers造成的社会和经济损失规模为10.8448万亿韩元，尤其是由新冠肺炎造成的损失规模预计将是天文数字。

3、因此，目前国际上对有效的居家隔离技术的兴趣和需求正在增长，以应对传染病并且创造一个安全可靠的生活环境。事实上，在作为海外传染病入境通道的移民设施、传染病患者聚集的医院设施、易感染传染病人员居住的老年和护理设施、婴幼儿和青少年共同居住的教育和儿保设施、人数不详的人频繁进入和使用的公共设施及公共交通工具等中，管理传染源的污染以抑制传染病的传播并将损害最小化是非常重要的。

4、为了创造一个传播高风险呼吸道传染病的风险被最小化的安全可靠的生活环境，需要一种能够有效地去除空气传播的传染源的居家隔离技术。特别地，为了使传染病在密闭空间中通过空气传播的风险最小化，其中在密闭空间中，由于细粉尘问题、加热和冷却问题等而难以充分通风，或者由于空间结构和用途的特殊性质而无法通风，越来越需要开发具有抗病毒或抗菌特性的空气净化装置(空气净化器、空气消毒器、净化和通风装置)，这些装置可以不断地、快速地且直接地去除空气传播的传染源。

技术实现思路

1、技术问题

2、本公开旨在解决上述现有技术的问题，本公开的一个方面是提供一种光催化剂颗粒材料和制备其的方法，与现有技术相比，该光催化剂颗粒材料具有改善的光催化活性和提高的吸附能力，并且使得有机物和/或有机体能够分解和/或氧化，从而表现出净化功能、抗病毒功能和抗菌功能，由此可以消除有害物质(细粉尘前体或挥发性有机化合物)和有害微生物(病毒或细菌)。

3、然而，本公开的实施方案中要解决的技术问题不限于上述要解决的问题，还可以存在其他要解决的技术问题。

4、技术方案

5、作为实现上述技术问题的技术手段，根据本公开的一个方面的光催化重整方法可以包括：进行水热合成，使光催化剂与碱性溶液在100℃以上的温度下反应，从而分离光催化剂的单原子层；和处理水热合成的光催化剂，使得光催化剂的晶体具有管状。

6、根据本公开的一个方面的光催化剂可以包括通过根据本公开的一个方面的光催化重整方法重整的多个光催化剂晶体。

7、根据本公开的一个方面的光催化剂颗粒材料可以包含根据本公开的一个方面的光催化剂。

8、根据本公开的一个方面的制备光催化剂颗粒材料的方法可以包括：制备通过根据本公开的一个方面的光催化重整方法重整的光催化剂；通过将重整的光催化剂与蒸馏水混合来制备光催化剂浆料；将光催化剂浆料成型为颗粒(粒状材料)；和干燥成型颗粒以形成光催化剂颗粒。

9、根据本公开的另一方面的光催化剂颗粒材料制备方法可以包括：制备通过根据本公开的一个方面的光催化重整方法重整的光催化剂；通过将重整光催化剂与蒸馏水混合，并且进一步混合由熔点低于所述重整光催化剂的熔点的材料制成的开孔型圆形泡沫或由熔点低于所述重整光催化剂的熔点的材料制成的纱线片来制备光催化剂浆料；将光催化剂浆料成型为颗粒；和干燥成型颗粒以形成光催化剂颗粒。

10、根据本公开的又一方面的制备光催化剂颗粒材料的方法可以包括：用液体光催化剂涂覆颗粒；和干燥涂覆有液体光催化剂的颗粒以形成光催化剂颗粒，其中，用液体光催化剂涂覆颗粒可以是将颗粒浸渍在液体光催化剂中，或者是将液体光催化剂喷涂在颗粒上。

11、上述问题的解决方案仅是说明性的，不应理解为旨在限制本公开。除了上述实施方案之外，在本公开的附图和详细说明中可以存在附加的实施方案。

12、有益效果

13、根据上述问题的解决方案，与现有技术相比，可以实现一种光催化剂颗粒材料，其中光催化活性性能得到改善，吸附能力提高，通过使有机物和/或有机体能够分解和/或氧化，提高了有机物去除效果，通过灭活和/或去除有害微生物(病毒或细菌)，可以发挥纯化功能、抗病毒功能和抗菌功能，从而简化了制备工艺。

技术特征：

1.一种光催化重整方法，包括：

2.根据权利要求1所述的光催化重整方法，其中，进行水热合成是通过将光催化剂与碱性溶液混合，在100℃至130℃的温度下使所述光催化剂反应。

3.根据权利要求1所述的光催化重整方法，其中，所述碱性溶液包含li、na和k中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的光催化重整方法，其中，所述光催化剂具有锐钛矿相。

5.根据权利要求1所述的光催化重整方法，其中，所述处理包括干燥所述水热合成的光催化剂。

6.根据权利要求1所述的光催化重整方法，其中，所述处理包括煅烧所述水热合成的光催化剂。

7.根据权利要求1所述的光催化重整方法，其中，所述碱性溶液包含na和k中的至少一种，并且所述光催化剂具有锐钛矿相。

8.根据权利要求7所述的光催化重整方法，其中，所述碱性溶液包含naoh和koh中的至少一种，所述进行水热合成是通过相当于超声波的能量将具有锐钛矿相的所述光催化剂分散在所述碱性溶液中，然后使所述光催化剂与所述碱性溶液在100℃至130℃的温度下反应15至20小时来进行水热合成。

9.根据权利要求1所述的光催化重整方法，其中，所述光催化剂是二氧化钛或偏钛酸。

10.一种光催化剂颗粒材料，包括通过根据权利要求1所述的光催化重整方法重整的具有多个光催化剂晶体的光催化剂。

11.一种光催化剂颗粒材料制备方法，包括：

12.根据权利要求11所述的光催化剂颗粒材料制备方法，其中，制备光催化剂浆料是进一步混合由熔点低于所述重整光催化剂的熔点的材料制成的开孔型圆形泡沫或由熔点低于所述重整光催化剂的熔点的材料制成的纱线片。

13.根据权利要求12所述的光催化剂颗粒材料制备方法，其中，干燥所述成型颗粒是在高于所述圆形泡沫或所述纱线片的熔点的温度下干燥所述成型颗粒，使得所述圆形泡沫或所述纱线片的至少一部分熔化。

14.根据权利要求12所述的光催化剂颗粒材料制备方法，其中，所述圆形泡沫或所述纱线片由包含聚乙烯和聚氨酯中的至少一种的材料制成。

15.一种光催化剂颗粒材料制备方法，包括：

技术总结
公开了一种光催化重整方法、包含由此重整的光催化剂晶体的光催化剂颗粒材料及其制备方法，所述光催化重整法包括以下步骤：为了分离光催化剂的单原子层，通过使光催化剂与碱性溶液在至少100℃的温度下反应来水热合成光催化剂；和处理水热合成的光催化剂，使得光催化剂的晶体具有管状。

技术研发人员：具贤本,郭宗沅,金圣埈,奇润钟
受保护的技术使用者：韩国建设技术研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/9/26