一種具有復(fù)合多層結(jié)構(gòu)光催化環(huán)境凈化材料的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種具有復(fù)合多層結(jié)構(gòu)光催化環(huán)境凈化材料，由內(nèi)向外依次包括基材層、中間保護(hù)層、日光/紅外響應(yīng)層、量子過渡層和量子尺寸效應(yīng)光催化層?；膶邮禽d體；20~40nm的中間保護(hù)層保護(hù)基材；20nm~10μm的日光/紅外響應(yīng)層由日光響應(yīng)部分、紅外響應(yīng)部分組成，日光響應(yīng)部分為可見光催化材料，紅外響應(yīng)部分為紅外響應(yīng)材料，此層可響應(yīng)光輻射而產(chǎn)生光生電子；2~10nm的量子過渡層為電子傳導(dǎo)材料；5~10nm的量子尺寸效應(yīng)光催化層為量子尺寸光催化材料，可接受由量子過渡層轉(zhuǎn)移而來的電子，產(chǎn)生光催化能力。本實(shí)用新型使用多種材料，利用傳導(dǎo)介質(zhì)進(jìn)行電子傳輸，提升了催化效果，延長了催化劑的壽命，同時(shí)保護(hù)了基材。
【專利說明】
一種具有復(fù)合多層結(jié)構(gòu)光催化環(huán)境凈化材料
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種具有復(fù)合多層結(jié)構(gòu)光催化環(huán)境凈化材料，屬于環(huán)境凈化領(lǐng)域，可應(yīng)用于水質(zhì)、空氣凈化。
【背景技術(shù)】
[0002]城市黑臭水體污染不僅嚴(yán)重影響生態(tài)環(huán)境，也影響市民的生活、城市形象。近一段時(shí)間，從國家高層到地方政府決心加大力度整治黑臭水體。水質(zhì)處理技術(shù)主要包括物理法、化學(xué)法、生物法等，實(shí)際應(yīng)用時(shí)通過各項(xiàng)具體技術(shù)的搭配進(jìn)行治理應(yīng)用。光催化法屬于化學(xué)法，但又不同于傳統(tǒng)的直接向水體中投放化學(xué)試劑的方法，它吸收太陽光生成光生電子-光生空穴，然后再經(jīng)過一系列的反應(yīng)，對水中的污染物質(zhì)進(jìn)行催化降解，進(jìn)而使水體臭味消除、透明度提高，因此光催化為一項(xiàng)綠色的水質(zhì)凈化技術(shù)。
[0003]但是在光催化應(yīng)用于實(shí)際的過程中仍然存在諸多問題:單獨(dú)使用光催化劑有時(shí)不能有效利用太陽光能;有些催化劑單獨(dú)使用時(shí)壽命短，容易失活;在實(shí)際應(yīng)用中光催化劑使用時(shí)不加保護(hù)層，導(dǎo)致某些易光催化降解的基材被破壞。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于針對上述存在的缺陷而提供一種具有復(fù)合多層結(jié)構(gòu)光催化環(huán)境凈化材料，能夠通過高效的電子傳輸，產(chǎn)生出色的光催化效果。
[0005]為了解決以上的技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:
[0006]—種具有復(fù)合多層結(jié)構(gòu)光催化環(huán)境凈化材料由內(nèi)向外依次包括基材層、中間保護(hù)層、日光/紅外響應(yīng)層、量子過渡層和量子尺寸效應(yīng)光催化層。
[0007]進(jìn)一步地，所述的中間保護(hù)層的厚度為20?40nm。
[0008]進(jìn)一步地，所述的日光/紅外響應(yīng)層的厚度為20nm?ΙΟμπι，所述的日光/紅外響應(yīng)層由日光響應(yīng)部分、紅外響應(yīng)部分組成，其中，日光響應(yīng)部分為可見光催化材料，紅外響應(yīng)部分為紅外響應(yīng)材料。
[0009]進(jìn)一步地，所述的量子過渡層為厚度為2?1nm的電子傳導(dǎo)材料。
[0010]進(jìn)一步地，所述的量子尺寸效應(yīng)光催化層為厚度為5?1nm的量子尺寸光催化材料。
[0011]所述的基材層形式不定，可以是平面狀、原柱狀、球狀等，其外部的催化劑層也根據(jù)其形狀改變，但外層都保持按上述順序依次覆蓋內(nèi)層。所述的基材層起到支撐外部光催化層的作用。所述的中間保護(hù)層是當(dāng)基材是某些易被光催化降解的物質(zhì)，例如某些塑料，就可以起到分離保護(hù)的作用，同時(shí)所述的中間層本身化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不易被光催化降解。所述的日光/紅外響應(yīng)層可以接受到穿透外層的可見光或紅外輻射，進(jìn)而激發(fā)出光生電子，而這些光生電子可以經(jīng)所述的量子過渡層高效地傳輸至所述的量子尺寸效應(yīng)光催化層，引起最外的光催化層的光催化反應(yīng)。而所述的量子尺寸效應(yīng)光催化層性質(zhì)穩(wěn)定、催化壽命長，但本身不能對可見光或紅外輻射進(jìn)行有效的響應(yīng)。
[0012]通過采用上述技術(shù)方案的優(yōu)勢在于:利用電子高效傳導(dǎo)介質(zhì)進(jìn)行光生電子的傳輸，促進(jìn)了光生電子和光生空穴的分離，提升了光催化效果，延長了光催化劑的壽命，同時(shí)使用保護(hù)層有效保護(hù)基材。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型復(fù)合多層結(jié)構(gòu)光催化環(huán)境凈化材料實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖；
[0014]附圖標(biāo)記:1、基材層;2、中間保護(hù)層;3、日光響應(yīng)層;4、量子過渡層;5、量子尺寸效應(yīng)光催化層。
【具體實(shí)施方式】
[0015]參照圖1對本實(shí)用新型復(fù)合多層結(jié)構(gòu)光催化環(huán)境凈化材料實(shí)施例做進(jìn)一步說明。
[0016]如圖1所示，一種具有復(fù)合多層結(jié)構(gòu)光催化環(huán)境凈化材料由內(nèi)向外依次包括基材層1、中間保護(hù)層2、日光/紅外響應(yīng)層3、量子過渡層4和量子尺寸效應(yīng)光催化層5，材料剖面為平面狀。所述的中間保護(hù)層2的厚度為20?40nm;所述的日光/紅外響應(yīng)層的厚度為20nm?ΙΟμπι，所述的日光/紅外響應(yīng)層由日光響應(yīng)部分、紅外響應(yīng)部分組成，其中，日光響應(yīng)部分為可見光催化材料，紅外響應(yīng)部分為紅外響應(yīng)材料;所述的量子過渡層4為厚度為2?1nm的電子傳導(dǎo)材料;所述的量子尺寸效應(yīng)光催化層5為厚度為5?1nm的量子尺寸光催化材料。
[0017]所述的基材層I具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，同時(shí)作為外層光催化層的載體;所述的中間保護(hù)層2保護(hù)基材層I不被光催化降解;納米薄層透明，日光可以射入所述的日光/紅外響應(yīng)層3，這樣日光/紅外響應(yīng)層3可以對日光中的可見光波段進(jìn)行響應(yīng)，進(jìn)而產(chǎn)生大量的光生電子，再由量子過渡層4進(jìn)行有效地傳輸至量子尺寸效應(yīng)光催化層5，可以進(jìn)行可見光催化反應(yīng)。光催化層5因?yàn)楹辛孔映叽缧?yīng)的光催化材料，因此不同于尺寸納米材料，這樣的光催化材料在聲、光、電方面的性能優(yōu)異，電子傳輸效率更高，光生電子-光生空穴的分離程度提尚，使得光催化反應(yīng)效率也提尚。
[0018]以上雖然結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實(shí)用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有復(fù)合多層結(jié)構(gòu)光催化環(huán)境凈化材料，其特征在于:由內(nèi)向外依次包括基材層、中間保護(hù)層、日光/紅外響應(yīng)層、量子過渡層和量子尺寸效應(yīng)光催化層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光催化環(huán)境凈化材料，其特征在于:中間保護(hù)層的厚度為20?40nmo3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光催化環(huán)境凈化材料，其特征在于:日光/紅外響應(yīng)層的厚度為20nm?I Ομπι，所述的日光/紅外響應(yīng)層由日光響應(yīng)部分、紅外響應(yīng)部分組成，其中，日光響應(yīng)部分為可見光催化材料，紅外響應(yīng)部分為紅外響應(yīng)材料。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光催化環(huán)境凈化材料，其特征在于:量子過渡層為厚度為2?I Onm的電子傳導(dǎo)材料。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光催化環(huán)境凈化材料，其特征在于:量子尺寸效應(yīng)光催化層為厚度為5?1nm的量子尺寸光催化材料。
【文檔編號(hào)】C02F1/30GK205587002SQ201620274074
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年4月6日
【發(fā)明人】馮冠華, 仇健, 馮嘉煒
【申請人】馮冠華