本發(fā)明涉及除甲醛，具體為一種高效光觸媒甲醛清除劑及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、甲醛是一種無色、易溶的刺激性氣體，對人體具有致畸、致癌性，經(jīng)呼吸道吸入后對人體的皮膚黏膜造成損傷，降低機(jī)體的免疫力，另外對人體的器官組織都存在不同程度的損害作用。但是甲醛在日常生活中十分常見，尤其在裝修領(lǐng)域，新房子經(jīng)過裝修后，人造板材、墻紙、膠粘劑、墻布以及多種油漆裝修材料中都會(huì)釋放甲醛，尤其在高溫條件下，甲醛的釋放量進(jìn)一步增加。

2、因此降低、除去釋放高濃度的甲醛至關(guān)重要，最簡單去除甲醛的方式是通風(fēng)，但是去除的時(shí)間長。也有通過物理或化學(xué)的方式來去除甲醛，如物理方法采用活性炭、硅藻土、竹炭等進(jìn)行吸附，但是吸附量有限，容易造成二次污染。化學(xué)方法去除甲醛具有高效性，如專利cn116554747b抗甲醛的貝殼無機(jī)功能涂料及其制備方法，通過以功能性去甲醛乳液和貝殼粉、鈦白粉為原料制備得到功能涂料，制備工藝簡單、原料易得，對甲醛的去除效果明顯。但是功能性去甲醛乳液中含有酰肼類化合物，長期使用會(huì)對人體健康造成損害，產(chǎn)品不具有環(huán)保性。

3、化學(xué)去除方法中光觸媒催化去除甲醛也是一種有效的方法，但是存在著一定的局限性，只能在可見光小范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)對甲醛的良好去除，實(shí)際應(yīng)用過程中，如在晚上黑暗無光條件下，甲醛去除效果下降。為解決這一問題，專利cn114471146b公開了一種綠色凈味的甲醛清除劑及其制備方法，通過合成沸石-銀/氯氧化鉍/氮化碳/二氧化鈦?zhàn)鳛楣庥|媒，與分散穩(wěn)定劑、香精和緩沖液制備得到甲醛清除劑，有效擴(kuò)大了二氧化鈦對可見光的利用，提高了對甲醛的清除效果。除使用氮化碳對二氧化碳進(jìn)行摻雜外，專利cn112121791b公開了一種基于二氧化鈦/鉑原子簇的光觸媒除甲醛催化劑及其制備方法和應(yīng)用，通過以氯鉑酸、二氧化鈦、聚乙烯吡咯烷酮和硼氫化鈉等物質(zhì)為原料制備得到光觸媒除甲醛催化劑，制備方法簡單，在連續(xù)使用180天后甲醛去除率高，穩(wěn)定性好。

4、專利cn112107998b公開了一種環(huán)保復(fù)合納米光觸媒甲醛清除劑及其制備方法，以去離子水、光觸媒劑、分散劑、甲醛誘導(dǎo)劑和改性硅藻土為原料作為原料，甲醛誘導(dǎo)劑中含有茶多酚和植物提取物，其中的多酚物質(zhì)能夠?qū)兹┻M(jìn)行捕獲，對甲醛的清除效果好、綠色環(huán)保。但是使用改性硅藻土作為載體，與光觸媒劑和其它物質(zhì)以物理方式進(jìn)行混合，光觸媒劑在改性硅藻土上分布不均勻，與甲醛的接觸面積降低。

5、盡管現(xiàn)有技術(shù)中去除甲醛的方法已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展，但仍然存在著對甲醛去除受到光線限制、光觸媒甲醛清除劑容易發(fā)生團(tuán)聚、對甲醛的捕獲、去除率不高以及不穩(wěn)定、使用耐久性差的問題。

6、為此，提出了一種高效光觸媒甲醛清除劑及其制備方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種高效光觸媒甲醛清除劑及其制備方法，本發(fā)明將色素、光觸媒劑、捕獲劑、分散穩(wěn)定劑與水進(jìn)行混合得到高效光觸媒甲醛清除劑。通過使用粉體材料對二氧化鈦進(jìn)行摻雜，改變摻雜二氧化鈦的制備條件，得到的高效光觸媒甲醛清除劑清除甲醛不受光線條件限制。通過將摻雜二氧化鈦負(fù)載于原位生成的mofs材料當(dāng)中，提高了高效光觸媒甲醛清除劑與甲醛接觸的比表面積，捕獲甲醛并防止光觸媒劑團(tuán)聚。通過合成捕獲劑一，與捕獲劑二和捕獲劑三配合使用提高了甲醛的清除率。通過添加植物色素，與各組分配合使用，提高了光觸媒劑的光催化去除甲醛的活性，同時(shí)綠色環(huán)保。

2、一方面，本發(fā)明提供一種高效光觸媒甲醛清除劑的制備方法，包括以下步驟：

3、將0-0.7份色素溶解于水中，加入5.5-9份光觸媒劑、0-14份捕獲劑和0-3份分散穩(wěn)定劑，攪拌后超聲均質(zhì)，得到高效光觸媒甲醛清除劑；所述捕獲劑包括捕獲劑一、捕獲劑二和捕獲劑三；

4、將粉體材料分散于無水乙醇中得到粉料液；將所述無水乙醇、鹽酸、水和0-7.8份所述粉料液加入鈦酸四丁酯溶液中，攪拌30-48h，干燥研磨成凝膠粉；將所述凝膠粉投入管式爐中，于400-550℃的焙燒溫度下焙燒2-7h，降溫得到摻雜二氧化鈦；

5、向硝酸鈷溶液中加入1.2-2.0份所述摻雜二氧化鈦，攪拌、超聲后加入聚丙烯腈溶液，攪拌得到紡絲液；將所述紡絲液靜電紡絲得到納米摻雜二氧化鈦-鈷纖維；將3.8-4.4份2-甲基吡唑和n,n-二甲基乙二胺溶解于所述無水乙醇中得到混合溶液；將所述納米摻雜二氧化鈦-鈷纖維浸泡于所述混合溶液，原位生長22-30h，洗滌后干燥、粉碎、研磨，得到所述光觸媒劑；

6、將硝酸鈷與摻雜二氧化鈦先均勻混合，之后靜電紡絲，摻雜二氧化鈦均勻分散于含硝酸鈷和聚丙烯腈的纖維中，在浸泡條件下，n,n-二甲基乙二胺作為模板劑，2-甲基吡唑與鈷金屬進(jìn)行配位形成有機(jī)化合物與金屬配位的zif-67mofs材料。mofs材料的比表面積大，摻雜二氧化鈦均勻分布于其中，mofs材料起到捕獲甲醛的作用，也具有均勻分散摻雜二氧化鈦的作用，避免摻雜二氧化鈦團(tuán)聚，從而提升高效光觸媒甲醛清除劑對甲醛的清除效果。

7、將羧甲基纖維素分散于水中，升溫后加入11.0-11.8份二乙烯三胺和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽，調(diào)節(jié)體系ph為3，反應(yīng)得到二乙烯三胺接枝纖維素溶液；向所述二乙烯三胺接枝纖維素溶液中加入29.0-45.9份所述捕獲劑三，調(diào)節(jié)ph為10.5，攪拌反應(yīng)，過濾、洗滌、干燥，得到所述捕獲劑一。

8、對羧甲基纖維素進(jìn)行改性，在縮合劑以及加熱的狀態(tài)下，羧甲基纖維素中的羧基與二乙烯三胺通過酰胺鍵連接，之后二乙烯三胺中未反應(yīng)的氨基與捕獲劑三中的酚羥基反應(yīng)，從而形成羧甲基纖維素-二乙烯三胺-捕獲劑三的復(fù)合結(jié)構(gòu)。

9、羧甲基纖維素具有保水的作用，二乙烯三胺的存在增加了與捕獲劑二結(jié)構(gòu)的相容性，捕獲劑二均為含有烯醇-酮結(jié)構(gòu)的化合物，能夠捕獲甲醛，與之反應(yīng)，從而去除甲醛。捕獲劑三為含有鄰酚羥基結(jié)構(gòu)的化合物，一方面具有抗氧化，保持高效光觸媒甲醛清除劑各組分活性的作用，另一方面也具有捕獲甲醛與之發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的效果。

10、優(yōu)選的，所述色素用量為0.3-0.7份；所述捕獲劑用量為10-14份。

11、優(yōu)選的，所述分散穩(wěn)定劑為硬脂酸鋅；所述硬脂酸鋅用量為1-3份。

12、優(yōu)選的，所述高效光觸媒甲醛清除劑中所述色素、所述光觸媒劑、所述捕獲劑和所述分散穩(wěn)定劑的用量總和為100份；所述捕獲劑一、所述捕獲劑二和所述捕獲劑三的份數(shù)比為1：3：1。

13、優(yōu)選的，所述色素的制備方法如下：使用紗布將吊蘭表面的污物擦去，使用剪刀避開主脈對葉子進(jìn)行取樣，得到邊長為0.5cm的方形葉片；將所述方形葉片加入研缽中進(jìn)行研磨得到葉漿；將所述葉漿轉(zhuǎn)移至乙醇水溶液中，超聲攪拌6h得到萃取液；將所述萃取液過濾，旋蒸至干燥，得到所述色素；所述乙醇水溶液中所述乙醇與水的份數(shù)比為19：1。

14、色素的主要成分為葉綠素a、葉綠素b和花青素，色素的激發(fā)態(tài)電勢比二氧化鈦能級更負(fù)，吸附于二氧化鈦表面能促進(jìn)光生電子轉(zhuǎn)移至二氧化鈦的表面，提高光子的利用率。色素分散在體系中，與光觸媒劑的摻雜二氧化鈦接觸后，催化活性提高，有利于實(shí)現(xiàn)對甲醛的分解。

15、優(yōu)選的，所述粉體材料包括組分一和組分二；所述組分一為碲化錫、碲化鉛、硒化鉛、硒化汞、碲化汞和銻化銦中的一種；所述組分二為氧化鎢；所述粉體材料為所述組分一和所述組分二以份數(shù)比4：1混合。

16、在銳鈦礦相二氧化鈦中引入雜質(zhì)金屬元素鎢，鎢占據(jù)了晶相中鈦原子的位置，進(jìn)一步在光照條件下，二氧化鈦產(chǎn)生電子空穴-光生電子對，光生電子捕捉空氣中的氧氣生成氧負(fù)離子，失去電子的二氧化鈦表面捕捉水形成二氧化鈦、羥基自由基和氫離子，羥基自由基與甲醛反應(yīng)形成甲醛自由基，進(jìn)一步與氧負(fù)離子、氫離子和水反應(yīng)，從而將甲醛分解為二氧化碳和水。

17、由于二氧化鈦的禁帶寬度大，因此產(chǎn)生的電子需要吸收大量的能量才能由價(jià)帶遷移至導(dǎo)帶，從而遷移至二氧化鈦表面實(shí)現(xiàn)對甲醛的清除，故在紫外及可見光區(qū)能夠?qū)崿F(xiàn)對甲醛良好的清除效果，但在紅外光區(qū)，沒有光照的條件下，光觸媒對甲醛的清除能力大大降低。

18、碲化錫、這些粉體材料的禁帶寬度依次降低，其中氮化碳的禁帶寬度3.06ev，銻化銦的禁帶寬度只有0.18ev，與鎢和二氧化鈦形成異質(zhì)結(jié)，二氧化鈦表面形成缺陷，同時(shí)禁帶寬度降低，防止電子空穴和光生電子重新結(jié)合，制備得到的光觸媒甲醛清除劑能在黑暗環(huán)境中實(shí)現(xiàn)對甲醛的良好清除。

19、優(yōu)選的，所述粉料液用量為0.5-7.8份；所述鈦酸四丁酯溶液由鈦酸四丁酯溶解于所述無水乙醇中得到。

20、優(yōu)選的，所述焙燒溫度為400-500℃；焙燒時(shí)間為2.5-7h。

21、優(yōu)選的，所述捕獲劑二為乙醇酸酐二乙酸酯、甲氧基乙酸酐、乙氧基乙酸愈創(chuàng)木酚酯、乙酸乙酰乙酯中的一種；所述捕獲劑三為槲皮素、兒茶素、表兒茶素沒食子酸酯、表沒食子兒茶素沒食子酸酯中的一種。

22、另一方面，本發(fā)明提供一種高效光觸媒甲醛清除劑，所述高效光觸媒甲醛清除劑包括色素、光觸媒劑、捕獲劑一、捕獲劑二、捕獲劑三、分散穩(wěn)定劑和水；所述高效光觸媒甲醛清除劑由如上任意一項(xiàng)所述制備方法得到；改變摻雜二氧化鈦的制備條件，所述高效光觸媒甲醛清除劑光照條件下，24h甲醛清除率為76.0％-99.8％，黑暗條件下24h甲醛清除率為52.8％-95.6％；所述高效光觸媒甲醛清除劑光照條件下，0.5h甲醛清除率為31.6％-57.1％，8h甲醛清除率為68.0％-99.9％，24h甲醛清除率為77.3％-99.9％；改變光觸媒劑的制備條件，所述高效光觸媒甲醛清除劑0.5h甲醛清除率為47.8％-58.2％，8h甲醛清除率為85.9％-99.9％，24h甲醛的清除率91.3％-99.9％；改變捕獲劑的制備條件，所述高效光觸媒甲醛清除劑光照條件下，24h甲醛清除率為94.7％-99.9％；改變所述高效光觸媒甲醛清除劑的制備組分用量，所述高效光觸媒甲醛清除劑光照條件下，0月存放甲醛清除率為73.1％-99.4％，1月存放甲醛清除率為64.6％-98.1％。

23、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

24、1、本發(fā)明通過使用粉體材料摻雜形成摻雜二氧化鈦，改變粉體的使用種類和用量，控制摻雜二氧化鈦制備的反應(yīng)條件。摻雜二氧化鈦禁帶寬度降低，制備得到的高效光觸媒甲醛清除劑能在光照和黑暗環(huán)境中實(shí)現(xiàn)對甲醛的良好清除，在黑暗環(huán)境中對甲醛的清除率低于光照條件。

25、2、本發(fā)明通過摻雜得到摻雜二氧化鈦，控制制備過程中的煅燒溫度和時(shí)間，得到的高效光觸媒甲醛清除劑在使用0.5h、8h和24h后，去除甲醛率高，隨著時(shí)間的增加，對甲醛的清除效果進(jìn)一步增加。

26、3、本發(fā)明通過將含有硝酸鈷、摻雜二氧化鈦和聚丙烯腈的紡絲液進(jìn)行紡絲，之后再于2-甲基吡唑反應(yīng)，原位生長得到負(fù)載摻雜二氧化鈦的mofs纖維，進(jìn)一步研磨得到光觸媒劑。通過靜電紡絲以及mofs材料負(fù)載摻雜二氧化鈦，增加了高效光觸媒甲醛清除劑與甲醛接觸的比表面積，捕獲甲醛并防止光觸媒劑團(tuán)聚，甲醛清除率高。

27、4、本發(fā)明通過使用捕獲劑二和捕獲劑三作為高效光觸媒甲醛清除劑的原料，同時(shí)將捕獲劑三和二乙烯三胺接枝至羧甲基纖維素上得到捕獲劑一，提高了組分的相容性和保水性。通過捕獲劑組分的配合使用，結(jié)合光觸媒劑中的mofs材料捕獲甲醛并去除甲醛，提高了甲醛的清除率。

28、5、本發(fā)明通過制備得到色素，調(diào)整光觸媒劑、捕獲劑、色素和分散穩(wěn)定劑的用量，得到的高效光觸媒甲醛清除劑在1月存放后對甲醛進(jìn)行清除，清除率降低值小。捕獲劑對甲醛進(jìn)行捕獲和清除，光觸媒劑與捕獲劑協(xié)同作用，色素的使用提高了光觸媒劑的光催化活性。另外本發(fā)明制備得到的高效光觸媒甲醛清除劑具有植物的清香，綠色環(huán)保、適合日常使用。