本發(fā)明屬于新型材料和光催化領(lǐng)域，尤其涉及一種暗光催化的無光觸媒/活性炭纖維復合材料制備方法及應用。

背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟發(fā)展和人們生活水平的提高，裝修逐漸成為熱門。人們對居室和辦公城所的舒適性、美觀化和機械化的要求越來越高，裝修密度也越來越高，但因裝修材料、建筑材料和室內(nèi)家具不達標而導致的室內(nèi)空氣污染問題也日趨嚴重。裝修材料釋放出的甲醛成為室內(nèi)空氣“首號污染物”。目前，處理室內(nèi)甲醛的方法主要有：過濾、吸附、等離子體、臭氧氧化等。但這些方法去除效率低，凈化效果有限，且受條件限制大。也有使用光催化來進行吸附和降解，比如光觸媒，光觸媒在反應時，會產(chǎn)生出氧化能力極強的自由氫氧基和活性氧，具有很強的光氧化還原功能，可氧化分解各種有機化合物，對甲醛、苯、氨、TVOC等具有很強的降解能力。不僅如此，光觸媒還具有很強的滅菌功能，能把有機污染物分解成無污染的水和二氧化碳，因而具有極強的殺菌、除臭、防霉、防污自潔、凈化空氣等功能。但光觸媒必須在光的照射下，才會產(chǎn)生類似光合作用的光催化反應。簡單來說就是：如果在沒有光線的情況下，光觸媒就沒有效果。無光觸媒是全球新興的新型高效去甲醛材料，對人體無毒無害，催化活性高，具高耐久性，性質(zhì)穩(wěn)定。它克服了光觸媒的弱點，可在無光或光線不足條件下產(chǎn)生催化反應，產(chǎn)生具有強氧化力的氫氧游離基，能大幅度、持續(xù)不斷的消除甲醛、苯、TVOC等有害氣體，同時起到除臭、抗菌、防霉、防污、凈化空氣的效果，做到24小時空氣凈化。然而，單獨使用無光觸媒則存在難回收易造成二次污染、成本高、推廣難的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種在暗光或弱光光條件下均可進行光催化反應的無光觸媒/活性炭纖維復合材料制備方法，不光克服了光觸媒必須在紫外光照射下才會產(chǎn)生光催化反應的技術(shù)問題，并且減少二次污染、成本低，使用方便，易推廣，制備方法簡單。解決以上技術(shù)問題的本發(fā)明中的暗光催化的無光觸媒/活性炭纖維復合材料的制備方法，包括無光觸媒、活性炭纖維原料、粘著劑和水，其特征在于：制備步驟如下：（1）將活性炭纖維裁剪成所需大小，打孔；（2）稱取無光觸媒，加入水成無光觸媒溶液；（3）配置甲殼素粉粘著劑；（4）將步驟（2）中的無光觸媒溶液噴涂于步驟（1）中的活性炭纖維表面，烘干,溫度55-65℃，時間0.5-1.5h；再噴涂粘著劑在已噴涂無光觸媒溶液表面上，使其固定在活性炭纖維表面，烘干,溫度55-65℃，時間0.5-6.5h即得。本發(fā)明以無光觸媒、甲殼素粉和活性炭纖維為主要原料，以噴涂的方式使無光觸媒附著在活性炭纖維表面，再以甲殼素粉為粘著劑使其固定制得復合材料?；钚蕴坷w維具有高的比表面，對甲醛、苯、TVOC等有害氣體有強大的吸附能力，且活性碳纖維在紫外照射時可發(fā)生光催化反應降解甲醛。其中，步驟（2）是所述無光觸媒與水質(zhì)量比為1:5-10。所述活性炭纖維要成排交錯打孔，孔徑分別為d1=0.2-1.8mm，d2=1.9-4mm。所述粘著劑配制方法如下：在水中加入冰乙酸配成質(zhì)量濃度為1-8%的冰乙酸溶液；將冰乙酸溶液置于恒溫水浴鍋中，水浴鍋溫度為60℃，加入甲克素粉，攪拌制成質(zhì)量濃度為1-6%甲殼素粉溶液；取50ml甲殼素粉溶液，加入150-950ml水混勻制得粘著劑。本發(fā)明中一種暗光催化的無光觸媒/活性炭纖維復合材料的制備方法，所述步驟（2）中，無光觸媒溶液是將無光觸媒置于超聲清洗儀中超聲15-30min使其分散，然后置于恒溫水浴鍋中攪拌均勻，水浴溫度為20-30℃。本發(fā)明中方法制備的暗光催化的無光觸媒/活性炭纖維復合材料，具有吸附/催化/過濾三重層功能：內(nèi)層的活性炭纖維是具有超強吸附能力的吸附層；中層的無光觸媒均勻附著在活性炭纖維表面及其間隙之間，將活性炭纖維包裹其中，形成催化層，既能降解空氣中的甲醛等氣體，也能降解因條件變化而從活性炭纖維中溢出的甲醛等氣體，鎖住并催化降解被吸附的污染物；外層透明的粘膠劑保護無光觸媒不流失，并讓光線透過，加強無光觸媒的催化作用，形成保護過濾層。本發(fā)明中，暗光催化的無光觸媒/活性炭纖維復合材料的應用為以無光觸媒質(zhì)量和活性炭纖維表面積為計算，無光觸媒溶液噴涂量為10-100g/m2；以粘著劑本身重量和活性炭纖維表面積為計算，粘著劑噴涂量為200-1000ml/m2。本發(fā)明本將無光觸媒穩(wěn)定負載于在活性炭纖維上，具有可高度重復利用和不間斷吸附降解的優(yōu)點，制備出的復合材料在光線充足或暗光條件下均可進行高效的吸附、過濾和催化反應，用于大氣污染治理、室內(nèi)空氣處理、水污染控制、去除PM2.5、殺菌消毒等，可做到一天24小時不間斷凈化，凈化效果可達到99.9%。本發(fā)明制得的復合材料薄膜均勻，結(jié)合牢固，所采用的材料對環(huán)境和人體無毒害，且制備簡單，使用成本低。通過太陽光暴曬或60℃低溫便可實現(xiàn)復合材料的原位再生，可反復長時間使用。具體實施方式下面結(jié)合實例對本發(fā)明進一步詳述，所使用的無光觸媒及其它原料購買于市場：實施案例1將活性炭纖維裁剪20×20cm大小。然后稱取稱取20g無光觸媒，加入200ml高純水，于超聲清洗儀中80W超聲30min后置于恒溫水浴鍋中攪拌均勻。然后，將混勻的無光觸媒均勻的噴涂于活性炭纖維表面，電熱板烘干，溫度60℃，時間1h。制得所需樣品。所制得樣品對甲醛的去除率為70%；PM2.5去除率為50%；殺菌消毒率為60%；除臭除異味率為67%。實施案例2將活性炭纖維裁剪20×20cm大小之后打上成排交錯的大小孔,d1=1.0mm,d2=2.0mm。然后稱取稱取20g無光觸媒，加入200ml高純水，于超聲清洗儀中80W超聲30min后置于恒溫水浴鍋中攪拌均勻。然后，將混勻的無光觸媒均勻的噴涂于活性炭纖維表面，電熱板烘干，溫度60℃，時間1h。便制得所需樣品。所制得的樣品對甲醛的去除率為85%；PM2.5去除率為80%；殺菌消毒率為97%；除臭除異味率為90%。實施案例3將活性炭纖維裁剪20×20cm大小之后打上成排交錯的大小孔,d1=1.0mm,d2=2.0mm。然后稱取20g無光觸媒，加入200ml高純水，于超聲清洗儀中80W超聲30min后置于恒溫水浴鍋中攪拌均勻。同時配制粘著劑。其中粘著劑配制方法為：取4wt%冰乙酸溶液100g，加入甲克素粉末后置于數(shù)顯恒溫水浴鍋攪拌溶解制成3%甲殼素粉溶液。水浴鍋溫度為60℃。再取50ml甲殼素粉溶液，加入450ml高純水混勻制得粘著劑。最后，將混勻的無光觸媒均勻的噴涂于活性炭纖維表面，電熱板烘干，溫度60℃，時間1h；再噴涂粘著劑使其固定在活性炭纖維表面，電熱板烘干，溫度60℃，時間1h。便制得具有暗光催化功能的復合材料。所制得樣品對甲醛的去除率為99.9%；PM2.5去除率為99%；殺菌消毒率為99%；除臭除異味率為100%。實施案例4將活性炭纖維裁剪20×20cm大小之后打上成排交錯的大小孔,d1=0.2mm,d2=1.9mm。然后稱取20g無光觸媒，加入100ml高純水，于超聲清洗儀中80W超聲30min后置于恒溫水浴鍋中攪拌均勻。同時配制粘著劑。其中粘著劑配制方法為：取1wt%冰乙酸溶液100g，加入甲克素粉末后置于數(shù)顯恒溫水浴鍋攪拌溶解制成6%甲殼素粉溶液。水浴鍋溫度為60℃。再取50ml甲殼素粉溶液，加入150ml高純水混勻制得粘著劑。最后，將混勻的無光觸媒均勻的噴涂于活性炭纖維表面，烘干，溫度60℃，時間1h；再噴涂粘著劑使其固定在活性炭纖維表面，烘干，溫度60℃，時間1h。便制得具有暗光催化功能的復合材料。所制得的樣品對甲醛的去除率為75%；PM2.5去除率為80%；殺菌消毒率為90%；除臭除異味率為95%。實施案例5將活性炭纖維裁剪20×20cm大小之后打上成排交錯的大小孔,d1=1.8mm,d2=4.0mm。然后稱取20g無光觸媒，加入100ml高純水，于超聲清洗儀中80W超聲30min后置于恒溫水浴鍋中攪拌均勻。同時配制粘著劑。其中粘著劑配制方法為：取8wt%冰乙酸溶液100g，加入甲克素粉末后置于數(shù)顯恒溫水浴鍋攪拌溶解制成1%甲殼素粉溶液。水浴鍋溫度為60℃。再取50ml甲殼素粉溶液，加入950ml高純水混勻制得粘著劑。最后，將混勻的無光觸媒均勻的噴涂于活性炭纖維表面，烘干,溫度60℃，時間1h；再噴涂粘著劑使其固定在活性炭纖維表面，烘干,溫度60℃，時間1h。便制得具有暗光催化功能的復合材料。所制得的樣品對甲醛的去除率為85%；PM2.5去除率為80%；殺菌消毒率為90%；除臭除異味率為95%。實施案例6將活性炭纖維裁剪20×20cm大小之后打上成排交錯的大小孔,d1=0.2mm,d2=1.9mm。然后稱取20g無光觸媒，加入160ml高純水，于超聲清洗儀中80W超聲15min后置于恒溫水浴鍋中攪拌均勻。同時配制粘著劑。其中粘著劑配制方法為：取4wt%冰乙酸溶液100g，加入甲克素粉末后置于數(shù)顯恒溫水浴鍋攪拌溶解制成3%甲殼素粉溶液。水浴鍋溫度為60℃。再取50ml甲殼素粉溶液，加入450ml高純水混勻制得粘著劑。最后，將混勻的無光觸媒均勻的噴涂于活性炭纖維表面，烘干,溫度65℃，時間0.5h；再噴涂粘著劑使其固定在活性炭纖維表面，烘干,溫度65℃，時間0.5h。便制得具有暗光催化功能的復合材料。所制得的樣品對甲醛的去除率為80%；PM2.5去除率為80%；殺菌消毒率為95%；除臭除異味率為95%。實施案例7將活性炭纖維裁剪20×20cm大小之后打上成排交錯的大小孔,d1=1.0mm,d2=2.0mm。然后稱取20g無光觸媒，加入100ml高純水，于超聲清洗儀中80W超聲25min后置于恒溫水浴鍋中攪拌均勻。同時配制粘著劑。其中粘著劑配制方法為：取4wt%冰乙酸溶液100g，加入甲克素粉末后置于數(shù)顯恒溫水浴鍋攪拌溶解制成6%甲殼素粉溶液。水浴鍋溫度為55℃。再取50ml甲殼素粉溶液，加入950ml高純水混勻制得粘著劑。最后，將混勻的無光觸媒均勻的噴涂于活性炭纖維表面，烘干,溫度60℃，時間1h；再噴涂粘著劑使其固定在活性炭纖維表面，烘干,溫度60℃，時間1h。便制得具有暗光催化功能的復合材料。所制得的樣品對甲醛的去除率為75%，PM2.5去除率為80%；殺菌消毒率為95%；除臭除異味率為95%。實施案例8將活性炭纖維裁剪20×20cm大小之后打上成排交錯的大小孔,d1=1.8mm,d2=4.0mm。然后稱取20g無光觸媒，加入120ml高純水，于超聲清洗儀中80W超聲20min后置于恒溫水浴鍋中攪拌均勻。同時配制粘著劑。其中粘著劑配制方法為：取8wt%冰乙酸溶液100g，加入甲克素粉末后置于數(shù)顯恒溫水浴鍋攪拌溶解制成1%甲殼素粉溶液。水浴鍋溫度為65℃。再取50ml甲殼素粉溶液，加入150ml高純水混勻制得粘著劑。最后，將混勻的無光觸媒均勻的噴涂于活性炭纖維表面，烘干，溫度55℃，時間1.5h；再噴涂粘著劑使其固定在活性炭纖維表面，烘干，溫度55℃，時間1.5h。便制得具有暗光催化功能的復合材料。所制得的樣品對甲醛的去除率為86%，PM2.5去除率為90%；殺菌消毒率為95%；除臭除異味率為95%。實施案例9一種暗光催化的無光觸媒/活性炭纖維復合材料及制備方法如實施案例3，其中活性炭纖維裁剪為20×100。所制得的樣品對甲醛的去除率為86%，PM2.5去除率為90%；殺菌消毒率為95%；除臭除異味率為95%。實施案例10一種暗光催化的無光觸媒/活性炭纖維復合材料及制備方法如實施案例3，其中活性炭纖維裁剪為20×10。所制得的樣品對甲醛的去除率為66%；PM2.5去除率為90%；殺菌消毒率為95%；除臭除異味率為95%。實施案例11一種暗光催化的無光觸媒/活性炭纖維復合材料及制備方法如實施案例3，其中噴涂量為無光觸媒溶液：粘著劑=1:25。所制得的樣品對甲醛的去除率為89%；PM2.5去除率為90%；殺菌消毒率為95%；除臭除異味率為95%。實施案例12一種暗光催化的無光觸媒/活性炭纖維復合材料及制備方法如實施案例3，其中噴涂量為無光觸媒溶液：粘著劑=1:50。所制得的樣品對甲醛的去除率為80%；PM2.5去除率為90%；殺菌消毒率為95%；除臭除異味率為95%。實施案例13一種暗光催化的無光觸媒/活性炭纖維復合材料及制備方法如實施案例3，其中甲殼素溶液質(zhì)量濃度為6%。所制得的樣品對甲醛的去除率為80%；PM2.5去除率為90%；殺菌消毒率為95%；除臭除異味率為95%。實施案例14一種暗光催化的無光觸媒/活性炭纖維復合材料及制備方法如實施案例3，其中甲殼素溶液質(zhì)量濃度為1%。所制得的樣品對甲醛的去除率為75%；PM2.5去除率為90%；殺菌消毒率為95%；除臭除異味率為95%。實施案例15一種暗光催化的無光觸媒/活性炭纖維復合材料及制備方法如實施案例3，其中無光觸媒噴涂量為30g。所制得的樣品對甲醛的去除率為86%，PM2.5去除率為95%；殺菌消毒率為95%；除臭除異味率為95%。實施案例16一種暗光催化的無光觸媒/活性炭纖維復合材料及制備方法如實施案例3，其中無光觸媒噴涂量為10g。所制得的樣品對甲醛的去除率為87%，PM2.5去除率為90%；殺菌消毒率為95%；除臭除異味率為95%。實施案例17一種暗光催化的無光觸媒/活性炭纖維復合材料及制備方法如實施案例3，其中粘著劑的噴涂量為200ml。所制得的樣品對甲醛的去除率為86%，PM2.5去除率為90%；殺菌消毒率為95%；除臭除異味率為95%。實施案例18一種暗光催化的無光觸媒/活性炭纖維復合材料及制備方法如實施案例3，其中粘著劑的噴涂量為1000ml。所制得的樣品對甲醛的去除率為80%，PM2.5去除率為90%；殺菌消毒率為95%；除臭除異味率為95%。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。