一种兼具净化甲醛/抗菌的F、Ti共同掺杂Ag2WO4材料及其应用的制作方法

一种兼具净化甲醛/抗菌的f、ti共同掺杂ag2wo4材料及其应用
技术领域
1.本技术属于纳米催化技术领域，具体涉及一种兼具净化甲醛且/抗菌的f、ti共同掺杂ag2wo4材料及其制备与应用。


背景技术：

2.随着社会经济的不断发展，人们对室内装饰要求不断提高，但是，高标准的装修也带来了室内空气污染。在室内空气污染物中，甲醛属于气态污染物中的最为严重的污染物之一，其具有强烈的刺激性，释放周期长，长期吸入人体后容易造成人体各种器官的病变，严重时容易诱发癌症。此外，细菌、霉菌等容易沾染于生活用品、制品的表面，不断破坏涂层，而且传染疾病，危害人类身体健康，因此，研发具有抗菌、净化甲醛的材料势在必行。专利us5585083a公开了了一种au/ceo2催化剂去除空气中甲醛的方法，其以空气中的氧为氧化剂将甲醛完全氧化成二氧化碳和水。cn108686699a公开了一种常温吸附甲醛的抗菌材料，包括载体和催化剂，载体为活性氧化铝，催化剂至少为银，催化剂在常温甲醛吸附抗菌材料中的重量百分比为0.1～20％；但是，采用au、ag作为活性材料，价格高昂，限制了其实际应用。cn107051232a公开了一种杀菌除醛空气过滤膜，所述的空气过滤膜为三层纳米纤维膜复合结构，上层为活性炭纳米纤维膜，中间层为纯tio2纳米纤维膜，下层纳米银抗菌纤维膜，所述的纯tio2纳米纤维膜为静电纺丝法制得的高分子材料/tio2前驱体复合纳米纤维膜经热处理所得的纯tio2纳米纤维膜，所述的活性炭纳米纤维膜为电纺纳米活性炭颗粒/高分子材料复合纳米纤维膜，但是其工艺复杂，在产业上应用不利于规模化生产。


技术实现要素：

3.针对现有技术存在的问题，本技术提出一种能够同时除去甲醛且具有抗菌性能的材料，其制备工艺简单，比表面积大，且结构稳定，安全、环保，经济成本低。
4.一种兼具除醛/抗菌的f、ti共同掺杂ag2wo4材料的制备方法，其特征在于，制备方法如下：
5.s1：称取适量的0.02mol-0.1mol的ag源、0.01mol-0.05mol的w源以及0.01-0.08mol的酒石酸、加入20-40ml的去离子水中，搅拌混合均匀，得到混合液a；
6.s2：将一定量的p123溶于5ml去离子水中，形成1-10mg/ml的溶液b；
7.s3:将溶液b缓慢的加入混合液a中，混合均匀，在80-100℃下保温一定时间直到形成凝胶态；接着将该凝胶产物在100-120℃条件下进行干燥；干燥结束后，在空气气氛下烧结处理；
8.s4：将nh4f和四正丁醇钛溶于去离子水中，形成混合液c；
9.s4：将步骤s3的产物与混合液c混合，随后进行冷冻干燥；
10.s5：将步骤4得到的产物粉末在惰性气体氛围下200-300℃下预烧结1-2h，接着在300-500摄氏度下高温烧结，从而得到f、ti共同掺杂的ag2wo4。
11.具体的，步骤s3的烧结温度为300-400℃，烧结时间为1-2h；
12.具体的，nh4f掺入量为(0.001-0.003)mol；
13.具体的，四正丁醇钛的掺入量为(0.001-0.003)mol；
14.本发明的有益效果：
15.(1)采用溶胶凝胶工艺制备ag2wo4，在溶胶凝胶过程中引入p123同时作为表面活性剂和模板材料，更有利于形成三维孔洞结构的ag2wo4，便于提高材料活性面积；
16.(2)将ag2wo4通过溶液混合-预烧-高温烧结工艺而成功的将f、ti掺入到ag2wo4的表面晶格中，ti的引入增加了晶格缺陷和电荷缺陷，从而抑制了ag2wo4表面光生电子和空穴对的复合，降低光生载流子复合概率；f的掺杂有利于形成氧空位活性键，使得氧原子脱除晶格，产生空穴俘获作用，提高材料抗菌性，ti、f共掺杂有效的提升材料的抗菌性和除醛性能；
17.(3)本技术制备过程原料廉价易得、制备工艺简单、产物形貌和结构可控，在空气净化器、涂料等方面具有较好的应用前景。
附图说明
18.图1为实施例1和对比例1-2甲醛去除率图；
19.图2为实施例1和对比例1-2的抗菌性能测试图。
具体实施方式
20.下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明记载的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本技术所附权利要求书所限定的范围。
21.实施例1：
22.s1：称取适量的0.02mol的硝酸银、0.01mol的wcl6以及0.02mol的酒石酸、加入20ml的去离子水中，搅拌混合均匀，得到混合液a；
23.s2：将一定量的p123溶于5ml去离子水中，形成2mg/ml的溶液b；
24.s3:将溶液b缓慢的加入混合液a中，混合均匀，在80℃下保温一定时间直到形成凝胶态；接着将该凝胶产物在100℃条件下进行干燥；干燥结束后，在空气气氛下烧结处理，烧结温度为300摄氏度，烧结时间为1h；
25.s4：将0.001molnh4f和0.001mol的四正丁醇钛溶于10ml去离子水中，形成混合液c；
26.s4：将步骤s3的产物与混合液c混合，随后进行冷冻干燥；
27.s5：将步骤4得到的产物粉末在惰性气体氛围下200℃下预烧结1h，接着在400摄氏度下高温烧结，从而得到f、ti共同掺杂的ag2wo4。
28.实施例2：
29.s1：称取适量的0.02mol的硝酸银、0.01mol的wcl6以及0.03mol的酒石酸、加入20ml的去离子水中，搅拌混合均匀，得到混合液a；
30.s2：将一定量的p123溶于5ml去离子水中，形成3mg/ml的溶液b；
31.s3:将溶液b缓慢的加入混合液a中，混合均匀，在85℃下保温一定时间直到形成凝
胶态；接着将该凝胶产物在120℃条件下进行干燥；干燥结束后，在空气气氛下烧结处理，烧结温度为300摄氏度，烧结时间为1h；
32.s4：将0.001molnh4f和0.001mol的四正丁醇钛溶于10ml去离子水中，形成混合液c；
33.s4：将步骤s3的产物与混合液c混合，随后进行冷冻干燥；
34.s5：将步骤4得到的产物粉末在惰性气体氛围下200℃下预烧结1h，接着在400摄氏度下高温烧结1h，从而得到f、ti共同掺杂的ag2wo4。
35.实施例3：
36.s1：称取适量的0.02mol的硝酸银、0.01mol的wcl6以及0.04mol的酒石酸、加入20ml的去离子水中，搅拌混合均匀，得到混合液a；
37.s2：将一定量的p123溶于5ml去离子水中，形成3mg/ml的溶液b；
38.s3:将溶液b缓慢的加入混合液a中，混合均匀，在85℃下保温一定时间直到形成凝胶态；接着将该凝胶产物在110℃条件下进行干燥；干燥结束后，在空气气氛下烧结处理，烧结温度为300摄氏度，烧结时间为1h；
39.s4：将0.001molnh4f和0.001mol的四正丁醇钛溶于10ml去离子水中，形成混合液c；
40.s4：将步骤s3的产物与混合液c混合，随后进行冷冻干燥；
41.s5：将步骤4得到的产物粉末在惰性气体氛围下250℃下预烧结1h，接着在500摄氏度下高温烧结1h，从而得到f、ti共同掺杂的钨酸银。
42.实施例3：
43.s1：称取适量的0.04mol的硝酸银、0.02mol的wcl6以及0.05mol的酒石酸、加入20ml的去离子水中，搅拌混合均匀，得到混合液a；
44.s2：将一定量的p123溶于5ml去离子水中，形成3mg/ml的溶液b；
45.s3:将溶液b缓慢的加入混合液a中，混合均匀，在85℃下保温一定时间直到形成凝胶态；接着将该凝胶产物在100-℃条件下进行干燥；干燥结束后，在空气气氛下烧结处理，烧结温度为300摄氏度，烧结时间为1h；
46.s4：将0.001molnh4f和0.001mol的四正丁醇钛溶于10ml去离子水中，形成混合液c；
47.s4：将步骤s3的产物与混合液c混合，随后进行冷冻干燥；
48.s5：将步骤4得到的产物粉末在惰性气体氛围下250℃下预烧结1h，接着在500摄氏度下高温烧结1h，从而得到f、ti共同掺杂的钨酸银。
49.对比例1：其与实施例1的区别仅在于，未采用f掺杂。
50.对比例2：其与实施例2的区别在于，未采用ti掺杂。
51.对实施例1得到的产品进行甲醛吸附能力测试：
52.称取1g的实施例1和对比例1-2的样品置于密闭容器中，设置密闭容器内部甲醛的浓度为100ppm，每隔一定时间测试甲醛分解率，实验测试结果如图1所示。
53.对实施例1得到的产品进行抗菌能力测试：
54.以大肠杆菌为例，配制浓度约为100cfu/ml的大肠杆菌样品，取100μl菌液加入到30ml，浓度为1mg/ml的实施例1和对比例1-2的材料溶液，以300w氙灯为光源照射，测试不同
时间下的抗菌率，实验测试结果如图2所示。
55.从附图1-2可以明确的看出，经f、ti的掺杂，ag2wo4的甲醛去除率和抗菌性能均得到有效的提升。
56.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等同物限定。