專利名稱：一種納米光觸媒殺菌空氣凈化劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種納米光觸媒殺菌空氣凈化劑，該空氣凈化劑可以對(duì)室內(nèi)空氣進(jìn)行凈化、殺菌、消毒。
背景技術(shù)：
中國(guó)專利02154431.X公開(kāi)了一種納米光觸媒抗菌組合物及其制備方法，特征是采用了含有金紅石與銳鈦礦的納米復(fù)合TiO#-[2]，使抗菌組合物在光照下產(chǎn)生更高的光催化活性，提高抗菌功能；并通過(guò)在表面處理的納米復(fù)合TiO#-[2]中加入了銀、鋅離子，無(wú)光照時(shí)，由于抗菌離子的作用，同樣具有抗菌、除污、自潔功效；其殺菌率均達(dá)到95％以上。該納米光觸媒抗菌組合物可直接混入涂料、油漆或陶瓷釉、木材表層使用，不產(chǎn)生脫落，亦可制成母料加入塑料、纖維等基料中制成各種抗菌材料及制品。但是該組合物不能用于居室內(nèi)空氣的凈化。因此，需要提出一種納米光觸媒殺菌空氣凈化劑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種納米光觸媒殺菌空氣凈化劑，該凈化劑噴涂在居室環(huán)境中緩慢釋放，只需微弱的紫外線照射就可以激發(fā)納米級(jí)二氧化鈦產(chǎn)生殺菌、抗菌、分解有害氣體的作用。
本發(fā)明的目的是由下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種納米光觸媒殺菌空氣凈化劑，其特征在于所述空氣凈化劑由下述原料制備而成，所述原料的重量比為納米級(jí)二氧化鈦 0.1-5納米級(jí)二氧化硅 2-10殺菌劑 0.1-0.3丙二醇 2-5六偏磷酸鈉 0.3-1表面活性劑 0.5-5聚二甲基硅氧烷 0.5-1有機(jī)硅流平劑0.1-1稀土激活劑 0.3-1.2去離子水70-100將上述原料按比例混合均勻，經(jīng)乳化分散處理即可制成納米光觸媒殺菌空氣凈化劑。
本發(fā)明與已有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明由于采用了納米級(jí)二氧化鈦原料，因此，只需微弱的紫外線照射就可以激發(fā)納米級(jí)二氧化鈦產(chǎn)生殺菌、抗菌、分解有害氣體的作用。
2、本發(fā)明中的納米級(jí)二氧化鈦僅起到催化作用，自身不消耗，可以起到長(zhǎng)效殺菌、抗菌、分解有害氣體的作用。
3、本發(fā)明對(duì)環(huán)境無(wú)二次污染，對(duì)人體無(wú)毒、無(wú)副作用。
4、本發(fā)明的殺菌率達(dá)到95％以上。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例一一種納米光觸媒殺菌空氣凈化劑，由下述原料制備而成，所述原料的重量單位為千克，其重量配比為納米級(jí)二氧化鈦 0.1納米級(jí)二氧化硅 2殺菌劑 0.1丙二醇 2六偏磷酸鈉 0.3表面活性劑 0.5聚二甲基硅氧烷 0.5有機(jī)硅流平劑0.1稀土激活劑 0.3去離子水70。
將上述原料按比例混合均勻，通過(guò)高剪切乳化機(jī)進(jìn)行乳化分散處理20-30分鐘，然后通過(guò)超聲波分散機(jī)分散處理5-10分鐘即可制成納米光觸媒空氣凈化劑。該凈化劑可以采用噴灑方式，也可以采用刷涂方式使其附著在居室的墻壁上、玻璃上或者地面上，在居室環(huán)境中緩慢釋放，產(chǎn)生長(zhǎng)效的殺菌、抗菌、分解有害氣體的作用。
在本實(shí)施例中，所述的納米級(jí)二氧化鈦(TiO2)是混晶型納米級(jí)二氧化鈦，它由70-80％的銳鈦礦型和20-30％的金紅石型組成。其粒子呈球狀，粒徑為30-80納米。納米粒子在水和空氣中受紫外線輻射產(chǎn)生帶負(fù)電的電子和帶正電的空穴，形成空穴—電子對(duì)，在電場(chǎng)作用下空穴和電子發(fā)生分離，分別向納米級(jí)二氧化鈦粒子表面的不同位置遷移，此時(shí)，吸附在納米級(jí)二氧化鈦粒子表面的氧氣吸收電子形成活性負(fù)氧離子，吸附在納米級(jí)二氧化鈦粒子表面的水受所述空穴作用形成羥基自由基活性物種?；钚载?fù)氧離子和羥基自由基具有很高的反應(yīng)活性，能夠強(qiáng)有力地奪得其它物質(zhì)中的電子，進(jìn)而發(fā)生強(qiáng)氧化反應(yīng)，有機(jī)污染物(如甲醛、苯、甲苯、二甲苯、揮發(fā)性有機(jī)氣體等)、無(wú)機(jī)污染物(如氨、氮氧化物、二氧化硫、硫化氫等)、細(xì)菌、微生物及其賴以生存的有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物均可被其氧化成二氧化碳、水和相應(yīng)的酸，從而達(dá)到凈化空氣的目的。
在本實(shí)施例中，殺菌劑選用異噻唑啉酮，也可以選用下列有機(jī)殺菌劑中的一種即苯并咪唑類、取代芳烴類、有機(jī)溴類、有機(jī)胺類、碘炔丙基類、二硫代氨基甲酸鹽類。還可以選用下列無(wú)機(jī)抗菌材料中的一種即氧化銀、氧化鋅、氧化銅、氧化鋯。其目的是防霉抗藻，提高本發(fā)明產(chǎn)品儲(chǔ)存的穩(wěn)定性。
在本實(shí)施例中，丙二醇是一種防凍劑，可以防止以水為分散介質(zhì)的納米光觸媒殺菌空氣凈化劑在冬季結(jié)冰。
在本實(shí)施例中，六偏磷酸鈉是一種分散劑，其作用是吸附在所述納米粒子(二氧化鈦、二氧化硅)的表面，通過(guò)降低其界面的張力使納米粒子在分散過(guò)程中更迅速地經(jīng)過(guò)濕潤(rùn)和分散達(dá)到理想的一次粒子狀態(tài)，并能有效地防止這種已經(jīng)分散的粒子再次重新結(jié)合在一起，使其保持穩(wěn)定的分散狀態(tài)。分散劑除了可采用六偏磷酸鈉以外，還可以采用下列無(wú)機(jī)分散劑中的一種，即多聚磷酸鈉、三聚磷酸鉀、焦磷酸四鉀；也可以采用下列有機(jī)分散劑中的一種，即2-氨基-2-甲基-1-丙醇、聚丙稀酸鹽類、聚苯乙烯—順丁稀二酸鹽類、聚異丁稀順丁稀二酸鹽類；或者將上述無(wú)機(jī)分散劑中的一種與上述有機(jī)分散劑中的一種拼用，其中無(wú)機(jī)分散劑占分散劑總量的25％，有機(jī)分散劑占分散劑總量的75％。
在本實(shí)施例中，表面活性劑在所述納米粒子(二氧化鈦、二氧化硅)表面產(chǎn)生吸附、改變了納米粒子的表面電荷分布，對(duì)納米粒子起到空間立體保護(hù)作用，可有效防止納米粒子形成團(tuán)聚體。本實(shí)施例可以采用下列陰離子表面活性劑中的一種，即烷基磺酸鈉、脂肪醇硫酸鈉、仲烷基硫酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、α-稀基磺酸鈉；還可以采用下列非離子表面活性劑中的一種，即脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、烷基醇酰胺。
在本實(shí)施例中，聚二甲基硅氧烷是消泡劑，該消泡劑是為了防止光觸媒因?yàn)楸砻婊钚詣┑募尤牖驒C(jī)械攪拌等原因而產(chǎn)生的泡沫問(wèn)題，本實(shí)施例可以采用聚二甲基硅氧烷溶液，也可以采用磷酸三丁酯。
在本實(shí)施例中，有機(jī)硅流平劑是為了使光觸媒噴涂后能形成平整、光滑均勻的涂膜，除了上述的材料以外，流平劑還可以采用有機(jī)硅丙烯酸酯類流平劑、1，2-丙二醇流平劑。
在本實(shí)施例中，稀土激活劑可以使用氧化鑭、氧化鈰、氧化釹或氧化鐠等稀土元素離子及其氧化物中的一種或幾種。稀土元素的原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是原子的最外層電子結(jié)構(gòu)相同，次外層電子結(jié)構(gòu)相似，而倒數(shù)第三層軌道上有未成對(duì)電子，在納米級(jí)二氧化鈦中加入稀土原料，由于其外層的電子帶存在，當(dāng)紫外線照射到納米級(jí)二氧化鈦時(shí)，產(chǎn)生電子和空穴，所產(chǎn)生的電子較多地被稀土元素的外層電子帶所俘獲，這樣便產(chǎn)生更多的空穴，從而更加有效地強(qiáng)化了納米光觸媒殺菌、抗菌、分解有害氣體的能力。
在納米級(jí)二氧化鈦中加入適量的稀土元素后，可將材料的光吸收波長(zhǎng)有效擴(kuò)展到可見(jiàn)光區(qū)域。
此外，納米級(jí)二氧化鈦具有表面多孔結(jié)構(gòu)、強(qiáng)吸附能力、比表面積大、活性高的特點(diǎn)，可將抗菌金屬離子均勻地分散在納米級(jí)二氧化鈦粒子表面的微孔中，發(fā)揮長(zhǎng)效抗菌、殺菌作用。
實(shí)施例二一種納米光觸媒殺菌空氣凈化劑，由下述原料制備而成，所述原料的重量單位為千克，其重量配比為納米級(jí)二氧化鈦5納米級(jí)二氧化硅10殺菌劑0.3丙二醇5六偏磷酸鈉1表面活性劑5聚二甲基硅氧烷1有機(jī)硅流平劑 1稀土激活劑1.2去離子水 100。
實(shí)施例三一種納米光觸媒殺菌空氣凈化劑，由下述原料制備而成，所述原料的重量單位為千克，其重量配比為納米級(jí)二氧化鈦3納米級(jí)二氧化硅6殺菌劑0.2丙二醇3.5六偏磷酸鈉0.7表面活性劑2.75聚二甲基硅氧烷0.75有機(jī)硅流平劑 0.5稀土激活劑0.75去離子水 85。
權(quán)利要求
1.一種納米光觸媒殺菌空氣凈化劑，其特征在于所述空氣凈化劑由下述原料制備而成，所述原料的重量比為納米級(jí)二氧化鈦 0.1-5納米級(jí)二氧化硅 2-10殺菌劑 0.1-0.3丙二醇 2-5六偏磷酸鈉 0.3-1表面活性劑 0.5-5聚二甲基硅氧烷 0.5-1有機(jī)硅流平劑 0.1-1稀土激活劑 0.3-1.2去離子水 70-100將上述原料按比例混合均勻，經(jīng)乳化分散處理即可制成納米光觸媒殺菌空氣凈化劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米光觸媒殺菌空氣凈化劑，其特征在于所述空氣凈化劑由下述原料制備而成，所述原料的重量比為納米級(jí)二氧化鈦 0.1納米級(jí)二氧化硅 2殺菌劑 0.1丙二醇 2六偏磷酸鈉 0.3表面活性劑 0.5聚二甲基硅氧烷 0.5有機(jī)硅流平劑 0.1稀土激活劑 0.3去離子水 70。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米光觸媒殺菌空氣凈化劑，其特征在于所述空氣凈化劑由下述原料制備而成，所述原料的重量比為納米級(jí)二氧化鈦 5納米級(jí)二氧化硅 10殺菌劑 0.3丙二醇 5六偏磷酸鈉 1表面活性劑 5聚二甲基硅氧烷 1有機(jī)硅流平劑 1稀土激活劑 1.2去離子水 100。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米光觸媒殺菌空氣凈化劑，其特征在于所述空氣凈化劑由下述原料制備而成，所述原料的重量比為納米級(jí)二氧化鈦 3納米級(jí)二氧化硅 6殺菌劑 0.2丙二醇 3.5六偏磷酸鈉 0.7表面活性劑 2.75聚二甲基硅氧烷 0.75有機(jī)硅流平劑 0.5稀土激活劑 0.75去離子水 85。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種納米光觸媒殺菌空氣凈化劑，其特征在于所述空氣凈化劑由下述原料制備而成，所述原料的重量比為納米級(jí)二氧化鈦0.1－5、納米級(jí)二氧化硅2－10、殺菌劑0.1－0.3、丙二醇2－5、六偏磷酸鈉0.3－1、表面活性劑0.5－5、聚二甲基硅氧烷0.5－1、有機(jī)硅流平劑0.1－1、稀土激活劑0.3－1.2、去離子水70－100；將上述原料按比例混合均勻，經(jīng)乳化分散處理即可制成納米光觸媒殺菌空氣凈化劑。
文檔編號(hào)A61L101/00GK1788796SQ20041009715
公開(kāi)日2006年6月21日 申請(qǐng)日期2004年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月13日
發(fā)明者張貴洲 申請(qǐng)人:張貴洲