一种空气净化复合材料

技术领域

本发明涉及一种复合材料制备领域，特别是涉及一种空气净化复合材料及其制备方法。

背景技术

随着人们对健康的日益重视，室内环境污染成为急需解决的问题之一。建筑、装修、家具等产品容易释放甲醛，当人们长期处于含有甲醛等危害气体的环境中，容易诱发各种慢性疾病甚至癌症，严重损害着人类身心健康。目前，去除室内有害气体的方法包括物理吸附法、植物净化法、光催化法等。其中，光催化技术氧化能力强、成本低、环境友好，通过光照就可以实现对有机污染物的分解、矿化，最终以水和二氧化碳形式释放，目前已经成为十分活跃的研究领域。

CN112657509A公开了空气污染处理剂及其制备方法与应用，将硫酸铁水合物分散在乙醇中，回流搅拌2h，随后在高压反应釜中，于140℃下反应18h，自然冷却至室温，过滤后将滤饼用乙醇洗涤两次，70℃下干燥2h，然后在马弗炉中，空气中，煅烧，再自然冷却至室温，得到煅烧物；将煅烧物、六水合硝酸镍、乙醇胺与乙醇混合，回流反应8小时，自然冷却至室温，过滤后将滤饼用乙醇洗涤两次，70℃下干燥2h，得到干燥物；室温下，将干燥物浸渍于含有氯铂酸的水溶液，超声90分钟，陈化15小时，再将混合液中的水分蒸发，再移至空气条件下的马弗炉中，在500℃焙烧2小时，得到以铂为活性组分的催化剂，用于甲醛净化，具有高的消除率。

CN112657463A公开了一种锰锌碳复合材料及其制备方法。按照质量比例，锰锌碳复合材料包括：0.5份～1.5份的氧化锰、0.5份～1.5份的氧化锌以及2份～4份的活性炭。这种锰锌碳复合材料通过将氧化锰、氧化锌和活性炭配合形成复合材料，该锰锌碳复合材料用作吸附材料时，与传统的活性炭相比，对甲醛具有较好的吸附性能。此外，这种锰锌碳复合材料用作吸附材料时，吸附了甲醛后，甲醛会在氧化锰、氧化锌的复合催化下缓慢分解，避免了甲醛的脱附。

现有技术制备的净化材料绝大部分虽然能够吸附降解部分室内污染气体，但是光催化降解效果有限。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，开发一种光催化降解甲醛能力强，同时具有高效抗菌功能的空气净化复合材料。

一种空气净化复合材料，其特征在于，采用如下工艺制备：

(1)将醋酸锌溶于乙二醇/水的溶剂中，随后加入一定的氟化铵、硝酸铈，超声混合均匀，转移到水热釜中，水热反应后，将其置于管式炉中，惰性气氛下300-400摄氏度下煅烧30-40min，生成花状的铈掺杂的ZnO材料；

(2)向去离子水中加花状的铈掺杂的ZnO材料、钼酸钠和硫脲，搅拌均匀后滴加一定的氨水，调节溶液pH至8-9，随后加入一定的乙二醇，将溶液倒入水热反应釜中进行水热反应，得到花状的铈掺杂的ZnO负载MoS

(3)将步骤(2)的复合材料清洗后分散于去离子水中，加入一定量的硝酸银，将该混合液转入400-500W的氙灯下光照，随后滴入甲酸，在搅拌条件下光照，得到花状的铈掺杂的ZnO负载MoS

优选的，醋酸锌：硝酸铈的摩尔比为1：(0.001-0.1)；

优选的，水热温度为190-200摄氏度；

优选的，水热时间为12-24h；

优选的，步骤(3)的光照时间为30-60min；

有益效果：

本发明通过水热法制备得到花状的铈掺杂的ZnO材料，高比表面积不仅利于硫化钼以及纳米银的分散负载以提升催化性，同时便于对有害气体的吸附聚集，采用光照技术能够有效的控制纳米Ag粒径，本发明制备的复合材料将吸附技术、光催化技术以及纳米银抗菌技术相结合，克服了单一材料作为空气净化剂的不足，具有优异的稳定性和净化性能。

附图说明

图1为花状的铈掺杂的ZnO材料的SEM图。

具体实施方式

实施例1

(1)将0.05mol的醋酸锌溶于80ml乙二醇/水(体积比为2：1)的溶剂中，随后加入0.02mmol的氟化铵、0.001mol的硝酸铈，超声混合均匀，转移到水热釜中，180摄氏度水热反应12h，将其置于管式炉中，惰性气氛下300摄氏度下煅烧30min，生成花状的铈掺杂的ZnO材料；

(2)向100ml的水中加步骤(1)制备的花状的铈掺杂的ZnO材料、0.02mol钼酸钠和0.04mol的硫脲，搅拌均匀后滴加一定的氨水，调节溶液pH至8，随后加入10ml的乙二醇，将混合溶液倒入水热反应釜中190摄氏度下水热反应12h，得到花状的铈掺杂的ZnO负载MoS

实施例2

(1)将0.03mol的醋酸锌溶于80ml乙二醇/水(体积比为4：1)的溶剂中，随后加入0.02mmol的氟化铵、0.002mol的硝酸铈，超声混合均匀，转移到水热釜中，180摄氏度水热反应12h，惰性气氛下350摄氏度下煅烧30min，生成花状的铈掺杂的ZnO材料；(2)向100ml的水中加步骤(1)制备的花状的铈掺杂的ZnO材料、0.03mol钼酸钠和0.07mol的硫脲，搅拌均匀后滴加一定的氨水，调节溶液pH至8.5，随后加入10ml的乙二醇，将混合溶液倒入水热反应釜中190摄氏度下水热反应12h，得到花状的铈掺杂的ZnO负载MoS

甲醛去除率测试：取1g复合材料置于固定床反应器中进行甲醛去除率测试实验，实验条件如下：氧气21％，氮气79％，甲醛500ppm；相对湿度为50％，空速为50000mL/(gh)，反应1小时后实施例1-2甲醛的消除率分别为83％、89％。

抗菌性能按照国标GB/T 21510＝2008方法测试，实施例1-2对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率均达到99％以上。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。