[01418555]一种具有调温调湿性能的光催化复合材料及其制备方法

1.课题来源与背景 室内环境作为人生80%时间活动的空间,其舒适度至关重要,长期以来为了满足人们对室内环境舒适度的要求,采用了大量装饰材料和多种主动方式,如：人造板营造优美的室内空间、供暖和制冷设备调节室内温度、加湿器控制室内湿度等。然而依赖人工制热、制冷及加湿等设备虽可提供较为舒适的室内环境,但需要消耗大量的能源,而且设备在使用过程中需要对室内环境的自然通风条件进行限制,易引起“室内综合症”病害;此外设备运行期内难以对其管道进行有效的清洁,长期使用后容易造成微生物滋生,导致室内环境二次污染的问题。目前,围绕室内环境安全性、舒适度与建筑节能协同理论的研究已陆续展开并得到高度重视,其中建筑围护结构材料（具有“被动调节能力”）和N型半导体材料（具有“低温深度氧化能力”）引起了建筑、材料、环境和安全领域的兴趣,尤其是激发了对新型功能材料的探索,以满足人们对建筑居住环境的要求。 2.技术原理及性能指标 （1）棕榈醇-棕榈酸-月桂酸相变材料是利用物质发生相变时需要吸收（或放出）大量热量的性质来储存或放出热能,进而达到调整、控制工作源或材料周围环境温度的目的。不但可以有效减少电力、天然气等建筑能源的消耗,减低室内环境温度波动,提高室内环境热舒适度,而且可以为低成本、高清洁的太阳能在供暖和制冷设备中的实际应用创造条件。 （2）Eu-Ce/TiO2光催化材料是利用Eu离子和Ce离子掺杂有效地抑制TiO2相变,即在TiO2体系中Eu离子和Ce离子具有一定的协同作用,这种协同作用使Eu-Ce/TiO2光催化材料光催化活性大幅提高。同时Eu离子和Ce离子掺杂TiO2能提高捕获光生电子或空穴作用,抑制了二者的复合湮灭,从而提高对可见光源的响应。 （3）具有调温调湿性能的光催化复合材料是利用Eu-Ce/TiO2光催化材料表面的大量微孔,其中棕榈醇-棕榈酸-月桂酸相变材料在表面张力和毛细管的作用下包裹于较大孔径的微孔中,空气中的水分利用物理吸附在较小孔径的微孔中对进行吸（放）湿。从而实现了调温性能、调湿性能和光催化性能的完美统一。 3.技术的创造性与先进性 一种具有调温调湿性能的光催化复合材料及其制备方法,属于功能材料和建筑节能技术领域。该复合材料包含相变材料、光催化材料等,所述相变材料为棕榈醇（化学纯）、棕榈酸（化学纯）和月桂酸（化学纯）的混合物,其相变温度为21.0℃~30.0℃;所述光催化材料为Eu-Ce/TiO2,其粒径为180nm～220nm。本发明光催化涂料的制备包括3个步骤：（1）棕榈醇-棕榈酸-月桂酸相变材料的制备,（2）Eu-Ce/TiO2光催化材料的制备,（3）具有调温调湿性能的光催化复合材料的制备。本发明具有调温调湿性能的光催化复合材料能在可见光源下光催化降解甲醛气体和调节室内温湿度,有效地提高了室内环境舒适度及改了善室内空气品质,降低了建筑能耗,符合国家绿色生态建筑材料的发展趋势。 与现有技术相比,本发明具有以下有益效果：（1）本发明利用Eu-Ce/TiO2光催化材料作为基体材料,既发挥了Eu-Ce改性TiO2的光催化性能,又发挥了多孔无机材料的调湿性能,还利用无机材料的三维空间网格结构特,与适宜建筑相变温度的有机酸复合,实现了调温性能。使调温性能、调湿性能和光催化性能的统一,提高了产品市场竞争力。（2）本发明符合国家绿色生态建筑材料的政策要求,有效地提高了室内环境舒适度及改了善室内空气品质,减少了供暖和制冷设备、加湿器和空气净化设备的使用,降低了建筑能耗,开拓了新型功能材料的途径。 4.技术的成熟程度,适用范围和安全性 利用材料的“被动调节能力”或“低温深度氧化能力”而开发的具有节能、环保性能的建筑材料有多种,将其应用于建筑物内表面可较好地发挥调节室内温湿度、净化空气的效果。以期为切实降低建筑能耗、提高室内环境舒适度及改善室内空气品质提供一定的技术支持和理论依据。 5.应用情况及存在的问题 目前具有调温调湿性能的光催化复合材料已经小规模的进行了应用,取得较好的效果。目前存在的问题为资金方面。