本發(fā)明涉及光催化的技術領域，特別涉及一種光催化涂料及其制備方法和應用。

背景技術：

光催化是一種環(huán)境友好型的去除有機污染物的方法，可用于空氣和水中有機污染物的降解，具有良好的化學穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性，且催化過程無毒性，對環(huán)境友好，成本低，是催化應用的首選方法。隨著行業(yè)需求的不斷變化，逐漸出現了將催化領域與噴涂劑領域相結合的發(fā)展趨勢。

現有技術中常將帶有光催化作用的涂料噴涂于基材表面，使基材具體光催化能力。但是現有的光催化涂料都是直接將光催化劑分散于溶劑中(如將二氧化鈦分散于水中，得到光催化涂料)，這些光催化涂料噴涂于材料表面后，發(fā)生氧化降解污染物的過程中也會氧化基體材料，對基體材料造成腐蝕，影響材料的使用壽命或性能；且光催化劑被噴涂于基材表面之后，由于兩者之間結合的作用力弱，容易造成光催化劑后期脫落的現象，導致材料的整體性能下降。

技術實現要素：

有鑒于此，本發(fā)明目的在于提供一種光催化涂料及其制備方法和應用。本發(fā)明提供的光催化涂料光催化效果好，涂覆后和基體的結合力強，不易脫落，且對基材表面無腐蝕。

為了實現上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術方案：

本發(fā)明提供了一種光催化涂料，包括光催化劑、溶劑和溶膠；

所述光催化劑為二氧化鈦、二氧化鈦-石墨烯復合物、二氧化鈦-類石墨相氮化碳的復合物、二氧化鈦-類石墨相氮化碳-金屬酞菁復合物、二氧化鈦-三氧化鎢復合物、類石墨相氮化碳-三氧化鎢復合物、類石墨相氮化碳-金屬酞菁復合物、金屬酞菁-三氧化鎢復合物、二氧化鈦-類石墨相氮化碳-三氧化鎢的復合物、二氧化鈦-金屬酞菁-三氧化鎢復合物中的一種或幾種的混合物；

所述溶膠為硅溶膠和/或鋁溶膠；

所述溶劑為水或水和乙醇的混合物。

優(yōu)選的，所述二氧化鈦為銳鈦礦晶型二氧化鈦或混晶型二氧化鈦；

所述二氧化鈦的粒徑為5～800nm。

優(yōu)選的，所述溶膠的ph值為3～11；

所述溶膠的濃度為2～50wt％；

所述溶膠的粒徑為1～100nm。

優(yōu)選的，所述溶膠中還包括石墨烯；所述溶膠中石墨烯的質量為光催化劑質量的0.1～2％。

優(yōu)選的，所述光催化劑的質量和溶劑的體積比為1～30g：1l；

所述溶膠的質量和溶劑的體積比為0.1～15g：1l。

本發(fā)明提供了上述方案所述光催化涂料的制備方法，包括以下步驟：

將光催化劑和溶劑進行第一超聲混合，得到光催化劑分散液；

將所述光催化劑分散液和溶膠進行第二超聲混合，得到光催化涂料。

優(yōu)選的，所述第一超聲混合的功率為200～500w；所述第一超聲混合的時間為0.25～2h；

所述第二超聲混合的功率為200～500w；所述第二超聲混合的時間為0.2～2h。

本發(fā)明提供了上述方案所述的光催化涂料或上述方案所述制備方法制備的光催化涂料在有機材料、無機材料和金屬材料光催化中的應用。

優(yōu)選的，所述應用具體為將光催化涂料獨立地涂覆于有機材料、無機材料和金屬材料表面；

所述涂覆后光催化劑在有機材料、無機材料和金屬材料表面的負載量獨立地為0.1～10g/m²。

本發(fā)明提供了一種光催化涂料，由光催化劑、溶劑和溶膠混合而成。本發(fā)明提供的光催化涂料中包括催化劑和溶膠，兩種物質表面均存在羥基(-oh)，二者在接觸過程中脫去一個水分子(h2o)，形成新的化學鍵(-o-鍵)，將涂料噴涂于基體表面后，溶膠和光催化劑可以在基體表面形成自組裝三維堆疊結構，可以提高水或空氣中有機污染物與光催化劑的接觸面積，從而提高光催化劑的利用效率；并且溶膠的加入使得催化劑與基體之間形成隔離層，避免了催化劑腐蝕基體的現象的發(fā)生，還能增強催化劑與基體之間的作用力，使催化劑不易從基體上脫落。實施例結果表明，將本發(fā)明提供的光催化涂料噴涂于基材(有機材料、無機材料或金屬材料)上，以亞甲基藍為底物進行光催化降解試驗，亞甲基藍的去除率可以達到99％，且對噴涂有光催化涂料的基材水洗后進行循環(huán)試驗，光催化活性無明顯變化，說明本發(fā)明提供的光催化涂料與基材的結合力強，不易脫落。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例1的光催化降解試驗結果；

圖2為本發(fā)明實施例7中聚酯纖維氈表面觀察結果。

具體實施方式

本發(fā)明提供了一種光催化涂料，由光催化劑、溶劑和溶膠混合而成。

在本發(fā)明中，所述光催化劑為二氧化鈦、二氧化鈦-石墨烯復合物、二氧化鈦-類石墨相氮化碳的復合物、二氧化鈦-類石墨相氮化碳-金屬酞菁復合物、二氧化鈦-三氧化鎢復合物、類石墨相氮化碳-三氧化鎢復合物、類石墨相氮化碳-金屬酞菁復合物、金屬酞菁-三氧化鎢復合物、二氧化鈦-類石墨相氮化碳-三氧化鎢的復合物、二氧化鈦-金屬酞菁-三氧化鎢復合物中的一種或幾種的混合物。

在本發(fā)明中，所述光催化劑包括二氧化鈦時；所述二氧化鈦優(yōu)選為銳鈦礦晶型二氧化鈦或者混晶型二氧化鈦；所述二氧化鈦的粒徑優(yōu)選為5～800nm，更優(yōu)選為15～600nm，最優(yōu)選為20～500nm；本發(fā)明對所述二氧化鈦的來源沒有特殊要求，使用本領域技術人員熟知來源的二氧化鈦即可，如市售的二氧化鈦。

在本發(fā)明中，所述光催化劑包括二氧化鈦-石墨烯復合物時，所述二氧化鈦-石墨烯復合物中二氧化鈦和石墨烯的質量比優(yōu)選為100：0.1～2，更優(yōu)選為100：0.2～1；本發(fā)明對所述二氧化鈦-石墨烯復合物的來源沒有特殊要求，使用從市場上購買的商品或使用本領域技術人員熟知的方法進行制備均可。在本發(fā)明的具體實施例中，所述二氧化鈦-石墨烯復合物優(yōu)選由二氧化鈦和石墨烯直接混合而成；本發(fā)明對所述石墨烯的種類沒有特殊要求，優(yōu)選為單層石墨烯、多層石墨烯、或單層石墨烯和多層石墨烯的混合物；所述多層石墨烯的厚度優(yōu)選為0.3～50nm，更優(yōu)選為2～40nm。

在本發(fā)明中，所述光催化劑包括二氧化鈦-類石墨相氮化碳復合物時；所述二氧化鈦-類石墨相氮化碳復合物中二氧化鈦和類石墨相氮化碳的質量比優(yōu)選為100：2～100，更優(yōu)選為100：5～25；本發(fā)明對二氧化鈦-類石墨相氮化碳復合物的來源沒有特殊要求，使用市售的二氧化鈦-類石墨相氮化碳復合物商品或使用本領域技術人員熟知的方法進行制備均可；在本發(fā)明的具體實施例中，優(yōu)選將二氧化鈦和類石墨相氮化碳直接混合得到二氧化鈦-類石墨相氮化碳復合物。

本發(fā)明對所述類石墨相氮化碳(g-c3n4)的種類沒有特殊要求，優(yōu)選為單層類石墨相氮化碳和/或多層類石墨相氮化碳；所述類石墨相氮化碳的厚度優(yōu)選為0.3～50nm，更優(yōu)選為2～40nm；本發(fā)明對所述類石墨相氮化碳的來源沒有特殊限定，使用市售的類石墨相氮化碳商品或使用本領域技術人員熟知的方法進行制備均可。

在本發(fā)明的具體實施例中，所述類石墨相氮化碳(g-c3n4)的制備方法優(yōu)選包括以下步驟：將尿素進行熱處理，得到類石墨相氮化碳。在本發(fā)明中，所述熱處理的溫度溫度優(yōu)選為300～650℃，更優(yōu)選為350～600℃，最優(yōu)選為500～550℃；所述熱處理的時間優(yōu)選為3～8h，更優(yōu)選為4～7h，最優(yōu)選為5～6h。本發(fā)明優(yōu)選自室溫升溫至熱處理溫度，所述升溫至所述熱處理溫度的升溫速率優(yōu)選為1～6℃/min，更優(yōu)選為2～4℃/min。本發(fā)明優(yōu)選在空氣氣氛、常壓下進行熱處理；本發(fā)明對熱處理所采用的設備沒有特殊的限定，采用本領域技術人員熟知的用于進行熱處理的設備即可，具體的如管式爐或箱式爐。

在本發(fā)明中，所述光催化劑包括二氧化鈦-類石墨相氮化碳-金屬酞菁復合物時；所述二氧化鈦-類石墨相氮化碳-金屬酞菁復合物中二氧化鈦、類石墨相氮化碳和金屬酞菁的質量比優(yōu)選為45～74：25～50：0.5～6，更優(yōu)選為55～65:30～40:1～4；本發(fā)明對所述二氧化鈦-類石墨相氮化碳-金屬酞菁復合物的來源沒有特殊要求，使用市售的二氧化鈦-類石墨相氮化碳-金屬酞菁復合物或使用本領域技術人員熟知的方法進行制備均可。在本發(fā)明的具體實施例中，優(yōu)選根據申請?zhí)枮?01610699773.2的專利中的方法進行制備。

在本發(fā)明中，所述用于制備二氧化鈦-類石墨相氮化碳-金屬酞菁復合物的原料類石墨相氮化碳以及二氧化鈦的種類和來源與上述方案一致，在此不再贅述。

在本發(fā)明中，所述用于制備二氧化鈦-類石墨相氮化碳-金屬酞菁復合物的原料金屬酞菁具有式i所示結構：

式i中，m為過渡金屬離子，本發(fā)明對于所述過渡金屬離子的種類沒有特殊限定，采用本領域技術人員熟知的能夠與酞菁形成配合物的過渡金屬離子即可，在本發(fā)明的具體實施例中，所述過渡金屬離子優(yōu)選包括鋅離子、鐵離子、銅離子或鈷離子；所述r為-h、-nh2、-cl、-f、-cooh、-nhcoch3、-nhso3h或-so3h，r的取代位點可以是苯環(huán)上4個取代位點中的任意一個。

本發(fā)明對所述金屬酞菁的來源沒有特殊要求，使用金屬酞菁市售商品或使用本領域技術人員熟知的方法進行制備均可；在本發(fā)明的具體實施例中，優(yōu)選使用鄰苯二腈法或苯酐尿素法進行金屬酞菁的制備，具體參考文獻(呂汪洋.催化功能纖維降解染料等有機污染物的研究.浙江理工大學,2010)中的方法制備。

在本發(fā)明中，所述包括金屬酞菁的復合物光催化劑中，金屬酞菁可以負載在其他成分表面(二氧化鈦、類石墨相氮化碳等)，使二氧化鈦、類石墨相氮化碳等成分敏化，拓寬光催化劑的可見光相應范圍，提高光能利用率。

在本發(fā)明中，所述光催化劑包括二氧化鈦-三氧化鎢復合物時；所述二氧化鈦-三氧化鎢復合物中二氧化鈦和三氧化鎢的質量比優(yōu)選為100：2～1000，更優(yōu)選為100：5～300；本發(fā)明對二氧化鈦-三氧化鎢復合物的來源沒有特殊要求，使用市售的二氧化鈦-三氧化鎢復合物商品或使用本領域技術人員熟知的方法進行制備均可。在本發(fā)明的具體實施例中，優(yōu)選將二氧化鈦、三氧化鎢直接混合得到二氧化鈦-三氧化鎢復合物；所述二氧化鈦的種類及來源和上述方案一致，在此不再贅述；所述三氧化鎢的粒徑優(yōu)選為5～500nm，更優(yōu)選為10～400nm，最優(yōu)選為50～300nm。

在本發(fā)明中，所述光催化劑包括類石墨相氮化碳-三氧化鎢復合物時；所述類石墨相氮化碳-三氧化鎢復合物中類石墨相氮化碳和三氧化鎢的質量比優(yōu)選為100：10～1000，更優(yōu)選為100：20～500；本發(fā)明對類石墨相氮化碳-三氧化鎢復合物的來源沒有特殊要求，使用市售的類石墨相氮化碳-三氧化鎢復合物商品或使用本領域技術人員熟知的方法進行制備均可；在本發(fā)明的具體實施例中，優(yōu)選將類石墨相氮化碳和三氧化鎢直接混合得到類石墨相氮化碳-三氧化鎢復合物；所述類石墨相氮化碳和三氧化鎢的種類及來源和上述方案一致，在此不再贅述；

在本發(fā)明中，所述催化劑包括類石墨相氮化碳-金屬酞菁復合物時，所述類石墨相氮化碳-金屬酞菁復合物中類石墨相氮化碳和金屬酞菁的質量比優(yōu)選為100：0.05～10，更優(yōu)選為100：0.1～5；本發(fā)明對類石墨相氮化碳-金屬酞菁復合物的來源沒有特殊要求，使用市售的類石墨相氮化碳-金屬酞菁商品或使用本領域技術人員熟知的方法進行制備均可；在本發(fā)明的具體實施例中，優(yōu)選根據參考文獻(luwangyang,xutiefeng,wangyu,etal.synergisticphotocatalyticpropertiesandmechanismofg-c3n4coupledwithzincphthalocyaninecatalystundervisiblelightirradiation.catal.b-environ.180(2016)20-28)中公開的方法制備。

在本發(fā)明中，所述光催化劑包括金屬酞菁-三氧化鎢復合物時；所述金屬酞菁-三氧化鎢復合物中金屬酞菁和三氧化鎢的質量比優(yōu)選為0.05～10：100，更優(yōu)選為0.1～5：100；本發(fā)明對金屬酞菁-三氧化鎢復合物的來源沒有特殊要求，使用市售的金屬酞菁-三氧化鎢復合物商品或使用本領域技術人員熟知的方法進行制備均可；所述用于制備金屬酞菁-三氧化鎢復合物的原料金屬酞菁以及三氧化鎢的種類和來源與上述方案一致，在此不再贅述。

在本發(fā)明中，所述光催化劑包括二氧化鈦-類石墨相氮化碳-三氧化鎢復合物時；所述二氧化鈦-類石墨相氮化碳-三氧化鎢復合物中二氧化鈦、類石墨相氮化碳和三氧化鎢的質量比優(yōu)選為15～90：2～50：5～80，更優(yōu)選為30～90：5～40：10～70；本發(fā)明對所述二氧化鈦-類石墨相氮化碳-三氧化鎢復合物的來源沒有特殊要求，使用市售的二氧化鈦-類石墨相氮化碳-三氧化鎢復合物商品或使用本領域技術人員熟知的方法進行制備均可；在本發(fā)明的具體實施例中，優(yōu)選將二氧化鈦、類石墨相氮化碳和三氧化鎢直接混合制備二氧化鈦-類石墨相氮化碳-三氧化鎢復合物；所述用于制備二氧化鈦-類石墨相氮化碳-三氧化鎢復合物的原料二氧化鈦、類石墨相氮化碳、三氧化鎢的種類和來源與上述方案一致，在此不再贅述。

在本發(fā)明中，所述光催化劑包括二氧化鈦-金屬酞菁-三氧化鎢復合物時；所述二氧化鈦-金屬酞菁-三氧化鎢復合物中二氧化鈦、金屬酞菁和三氧化鎢的質量比優(yōu)選為10～90：0.1～10：5～90，更優(yōu)選為25～90：0.2～5：10～80；本發(fā)明對所述二氧化鈦-金屬酞菁-三氧化鎢復合物的來源沒有特殊要求，使用市售的二氧化鈦-金屬酞菁-三氧化鎢復合物商品或使用本領域技術人員熟知的方法進行制備均可；在本發(fā)明的具體實施例中，所述二氧化鈦-金屬酞菁-三氧化鎢復合物的制備方法與上述二氧化鈦-類石墨相氮化碳-金屬酞菁復合物的制備方法相似，將其中的類石墨相氮化碳替換為三氧化鎢即可；所述用于制備二氧化鈦-金屬酞菁-三氧化鎢復合物的原料二氧化鈦、金屬酞菁、三氧化鎢的種類和來源與上述方案一致，在此不再贅述。

在本發(fā)明中，所述光催化劑為上述幾種光催化劑中兩種或兩種以上的混合物；當所述光催化劑為混合物時，本發(fā)明對所述光催化劑混合物中的光催化劑種類及質量比沒有特殊要求，使用任意種類的光催化劑以任意質量比進行混合均可。

本發(fā)明提供的光催化劑涂料中，所述光催化劑的質量和溶劑的體積比優(yōu)選為1～30g：1l，更優(yōu)選為3～20g:1l，更優(yōu)選為5～15g:1l。

在本發(fā)明中，所述溶膠為硅溶膠和/或鋁溶膠；所述溶膠的質量和溶劑的體積比優(yōu)選為0.1～15g：1l，更優(yōu)選為0.3～10g:1l，最優(yōu)選為0.5～5g:1l；所述溶膠的ph值優(yōu)選為3～11，更優(yōu)選為6～10，最優(yōu)選為7～9；所述溶膠的濃度優(yōu)選為2～50wt％，更優(yōu)選為10～30wt％，最優(yōu)選為15～25wt％；所述溶膠的粒徑優(yōu)選為1～100nm，更優(yōu)選為5～50nm，最優(yōu)選為8～20nm。在本發(fā)明中，所述溶膠為硅溶膠和鋁溶膠的混合物時，本發(fā)明對混合物中硅溶膠和鋁溶膠的質量比沒有特殊要求，采用任意的質量比進行混合均可。本發(fā)明對所述溶膠的來源沒有特殊要求，使用本領域技術人員熟知來源的溶膠即可，如市售的溶膠。

在本發(fā)明中，所述溶膠中優(yōu)選還含有石墨烯；所述溶膠中石墨烯的質量優(yōu)選為光催化劑質量的0.1～2％，更優(yōu)選為0.5～1.5％；在本發(fā)明的具體實施例中，優(yōu)選將石墨烯直接和溶膠進行混合，使石墨烯在溶膠中分散均勻即可；在溶膠中摻入石墨烯有利于電子的傳輸，可以提高光催化劑的催化活性。

本發(fā)明提供的光催化涂料中包含溶膠，所述溶膠和光催化劑脫水形成新的化學鍵，將涂料噴涂于基體表面后，溶膠和光催化劑可以在基體表面形成自組裝三維堆疊結構，可以提高有機污染物與光催化劑的接觸面積，從而提高光催化劑的利用效率；并且溶膠的加入使得催化劑與基體之間形成隔離層，避免了催化劑腐蝕基體的現象，還能增強催化劑與基體之間的作用力，有效緩解催化劑從基體上脫落的問題。

在本發(fā)明中，所述溶劑優(yōu)選為水或水和乙醇的混合物；當所述溶劑包括水和乙醇時，所述水和乙醇的體積比優(yōu)選為19:1～1:19，更優(yōu)選為10:1～1:19，最優(yōu)選為5:1～1:19。

本發(fā)明提供了上述方案所述光催化涂料的制備方法，包括以下步驟：

將光催化劑和溶劑進行第一超聲混合，得到光催化劑分散液；

將所述光催化劑分散液和溶膠進行第二超聲混合，得到光催化涂料。

本發(fā)明將光催化劑和溶劑進行第一超聲混合，得到光催化劑分散液。在本發(fā)明中，所述第一超聲混合的功率優(yōu)選為200～500w，更優(yōu)選為300～400w；所述第一超聲混合的時間優(yōu)選為0.25～2h，更優(yōu)選為0.4～1.5h，最優(yōu)選為0.5～1h。

得到光催化劑分散液后，本發(fā)明將光催化劑分散液和溶膠進行第二超聲混合，得到光催化涂料。在本發(fā)明中，所述第二超聲混合的功率優(yōu)選為200～500w，更優(yōu)選為300～400w；所述第二超聲混合的時間優(yōu)選為0.25～2h，更優(yōu)選為0.4～1.5h，最優(yōu)選為0.5～1h。

在本發(fā)明中，所述光催化涂料在光的催化作用下，可以對有機物進行催化氧化，使有機物降解，本發(fā)明的光催化涂料對響應光源沒有特殊要求，自然光源和人造光源均可，采用本領域技術人員熟知的光催化響應光源即可，具體的如紫外光、太陽光、日光燈、熒光燈、led燈、氙燈和氘燈等。

本發(fā)明還提供了上述方案所述的光催化涂料或上述方案所述制備方法制備的光催化涂料在有機材料、無機材料或金屬材料光催化中的應用。在本發(fā)明中，所述無機材料的成分優(yōu)選為二氧化硅、硅酸鹽、碳酸鈣、鋁酸鹽中的一種或幾種的混合物，具體的如玻璃、墻壁、景觀石和瓷磚等；所述有機材料的成分優(yōu)選為聚酯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈、聚酰胺、聚氨基甲酸酯和纖維素中的一種或幾種的混合物，具體的如窗簾、地毯、窗紗、桌布和仿真植物等；所述金屬材料可以是純金屬制備的材料，也可以是高分子鍍層金屬材料，所述金屬材料的材質優(yōu)選為鎳、鋁、銅中的一種或幾種的混合物，具體的如空氣凈化器過濾網等。

在本發(fā)明中，所述應用具體為將光催化涂料涂覆于有機材料、無機材料和金屬材料表面，本發(fā)明對所述涂覆的具體方法沒有特殊要求，使用本領域技術人員熟知的方法進行涂覆即可，具體的如噴涂；本發(fā)明優(yōu)選根據溶劑揮發(fā)后催化劑在基材表面的負載量計算涂料的涂覆量；所述涂覆后光催化劑在有機材料、無機材料或金屬材料表面的負載量優(yōu)選為0.1～10g/m²，更優(yōu)選為0.3～5g/m²，最優(yōu)選為0.5～3g/m²。

本發(fā)明將光催化涂料噴涂于上述材料表面，可以賦予上述材料光催化活性，使涂覆光催化涂料后的基材具備催化氧化有機物的能力，能夠用于水或空氣中有機物的降解處理。在本發(fā)明中，所述有機污染物包括工業(yè)或生活廢水和廢氣中甲醛、有機染料、苯環(huán)類化合物、萘環(huán)類化合物等。

下面結合實施例對本發(fā)明提供的光催化涂料及其制備方法和應用進行詳細的說明，但是不能把它們理解為對本發(fā)明保護范圍的限定。

實施例1

光催化涂料的制備：將1g粒徑為300nm的銳鈦礦晶型tio2置于錐形瓶中，加入100ml混合溶劑，400w下超聲0.5h，得到tio2分散液，所述混合溶劑中去離子水與乙醇的體積比為5:3；在所述tio2分散液中加入0.5ml的硅溶膠，400w下超聲0.5h，得到光催化涂料；所述硅溶膠濃度為20±1wt％，ph為7.5，溶膠粒徑大小為10～20nm。

對光催化涂料進行光催化降解試驗：取一朵花朵直徑為5cm的仿真玫瑰花(材質為聚氯乙烯)、一株高為5cm的仿真尤加利草(材質為聚丙烯)、一片葉片直徑為8cm的仿真樹葉(材質為聚酯)和一塊2.5cm*10cm大理石地磚，將步驟(1)制備的光催化涂料裝于高壓電動噴槍中進行噴涂，噴槍流量設為100ml/min，噴涂距離為15cm，噴涂量約為0.5ml，噴涂完成后在100℃烘箱中烘干處理15min，重復上述噴涂、烘干步驟一次，分別得到的光催化仿真花(光催化劑負載量為0.5g/m²)、光催化仿真草(光催化劑負載量為0.5g/m²)、光催化仿真樹葉(光催化劑負載量為0.5g/m²)、光催化石材(光催化劑負載量為0.1g/m²)。

模擬太陽光下，將制備得到的光催化仿真花、光催化仿真草、光催化仿真樹葉、光催化石材進行光催化降解實驗，步驟如下：

以亞甲基藍為底物，在氙燈老化試驗箱中進行反應，每5min取一個樣，然后用紫外-可見分光度計測試其吸光度的變化，從而計算出溶液中亞甲基藍濃度隨反應時間的變化。其中，亞甲基藍的初始濃度為5×10^-5mol/l，反應溫度為25℃，總反應時間為30min，結果如圖1所示。

由圖1可以看出，本實施例中的樣品對亞甲基藍的去除速率普遍較快，在10min時的去除率最高達95％，在30min時基本已完全去除，說明本發(fā)明提供的光催化涂料光催化效果好，可以有效催化氧化有機物，在對水和空氣中有機物的催化氧化方面具有良好的應用前景。

光催化降解循環(huán)試驗：將完成一次光催化降解實驗的光催化仿真花用去離子水洗滌三遍，在60℃下烘干，然后按照上述步驟進行光催化降解試驗，然后再對光催化仿真花進行水洗、烘干和光催化降解試驗，重復進行6次。實驗結果表明，經6次循環(huán)試驗后，光催化仿真花對亞甲基藍的去除率為95％，說明催化活性基本無變化，說明本發(fā)明的光催化涂料中的光催化劑和基材的結合力強，不易脫落。

實施例2

將1g粒徑為25nm的銳鈦礦晶型tio2置于錐形瓶中，加入100ml混合溶劑，400w下超聲0.5h，得到tio2分散液，所述混合溶劑中去離子水與乙醇的體積比為3:2；在所述tio2分散液中加入0.5ml的硅溶膠，400w下超聲0.5h，得到光催化涂料；所述硅溶膠ph為7.5，濃度為20±1wt％，溶膠粒徑大小為10～20nm。

按照實施例1中的方法對所得光催化涂料進行光催化降解試驗，其中，亞甲基藍的初始濃度為5×10^-5mol/l，反應溫度為25℃，總反應時間為30min；試驗結果顯示在20min時對亞甲基藍的最高去除率為90％。

按照實施例1中的方法進行光催化降解循環(huán)試驗，6次循環(huán)試驗后，光催化仿真花對亞甲基藍的去除率為90％。

實施例3

(1)將15g尿素置于帶有蓋子的半封閉氧化鋁坩堝中，在管式爐中以1℃/min的升溫速率升至550℃并維持5h，得到g-c3n4。

(2)將0.5g粒徑為50nm的銳鈦礦晶型tio2和步驟(1)制備的0.5g的g-c3n4置于錐形瓶中，加入100ml去離子水，400w下超聲0.5h，再加入0.5ml的硅溶膠，400w下超聲0.5h，得到光催化涂料；所述硅溶膠ph為7.5，濃度為20±1wt％，溶膠粒徑大小為10～20nm。

按照實施例1中的方法對所得光催化涂料進行光催化降解試驗，其中，亞甲基藍的濃度為5×10^-5mol/l，反應溫度為25℃，反應時間為30min；試驗結果顯示在5min時對亞甲基藍的最高去除率為91％。

按照實施例1中的方法進行光催化降解循環(huán)試驗，6次循環(huán)試驗后，光催化仿真花對亞甲基藍的去除率為91％。

實施例4

(1)將15g尿素置于帶有蓋子的半封閉氧化鋁坩堝中，在管式爐中以1℃/min的升溫速率升至530℃并維持5h，得到g-c3n4。

(2)將步驟(1)中g-c3n41.0g與100mln，n-二甲基甲酰胺混合，500w下超聲5h，得到g-c3n4分散液；將粒徑為50nm的銳鈦礦型tio22.0g與100mln，n-二甲基甲酰胺混合，200w下超聲8h，得到tio2分散液；將所述g-c3n4分散液和tio2分散液混合，500rpm下攪拌2h，得到混合分散液；將無取代鐵酞菁(fepc)40mg與50mln，n-二甲基甲酰胺混合，200w下超聲30h，得到無取代鐵酞菁溶液。

(3)將步驟(2)中混合分散液以50ml/h的速度滴加到無取代鐵酞菁溶液中，45℃下反應8h，將反應結束后得到的物料用g6砂芯漏斗過濾，用n，n-二甲基甲酰胺洗滌3次，并用0.2mol/l的naoh溶液和0.1mol/l的h2so4分別洗滌2次，最后用超純水洗至中性，于-60℃冷凍干燥16h，得到二氧化鈦-類石墨相氮化碳-鐵酞菁復合光催化劑(g-c3n4/fepc/tio2)。

(4)將步驟(3)中1g的g-c3n4/fepc/tio2置于錐形瓶中，加入100ml混合溶劑(混合溶劑中去離子水與乙醇的體積比為5:3)，400w下超聲0.5h，得到催化劑分散液；在上述催化劑分散液中加入1ml的硅溶膠，400w下超聲0.5h，得到光催化噴涂劑；所述硅溶膠ph為7.5，濃度為20±1wt％，溶膠粒徑大小為10～20nm。

按照實施例1中的方法對所得光催化涂料進行光催化降解試驗，其中，亞甲基藍的濃度為5×10^-5mol/l，反應溫度為25℃，反應時間為15min；試驗結果顯示在5min時對亞甲基藍的最高去除率為95％。

按照實施例1中的方法進行光催化降解循環(huán)試驗，6次循環(huán)試驗后，光催化仿真花對亞甲基藍的去除率為95％。

實施例5

(1)將15g尿素置于帶有蓋子的半封閉氧化鋁坩堝中，在管式爐中以1℃/min的升溫速率升至550℃并維持5.5h，得到g-c3n4。

(2)將0.3g三氧化鎢和步驟(1)中0.7g的g-c3n4置于錐形瓶中，加入100ml混合溶劑(混合溶劑中去離子水與乙醇的體積比為3:2)，400w下超聲0.5h，得到催化劑分散液；在上述催化劑分散液中加入1.25ml的鋁溶膠，400w下超聲0.5h，得到光催化涂料；所述鋁溶膠ph為8，濃度為20±1wt％，溶膠粒徑大小為10～20nm。

按照實施例1中的方法對所得光催化涂料進行光催化降解試驗，其中，亞甲基藍的濃度為5×10^-5mol/l，反應溫度為25℃，反應時間為15min；試驗結果顯示在5min時對亞甲基藍的最高去除率為99％。

按照實施例1中的方法進行光催化降解循環(huán)試驗，6次循環(huán)試驗后，光催化仿真花對亞甲基藍的去除率為99％。

實施例6

將0.4g實施例4中的g-c3n4/fepc/tio2復合催化劑和0.6g三氧化鎢置于錐形瓶中，加入100ml去離子水，400w下超聲0.5h，得到復合催化劑分散液；在上述復合催化劑分散液中加入1.25ml的鋁溶膠，400w下超聲0.5h，得到光催化涂料；所述鋁溶膠ph為8，濃度為20±1wt％，溶膠粒徑大小為10～20nm。

按照實施例1中的方法對所得光催化涂料進行光催化降解試驗，其中，亞甲基藍的濃度為5×10^-5mol/l，反應溫度為25℃，反應時間為15min；試驗結果顯示在5min時對亞甲基藍的最高去除率為99％。

按照實施例1中的方法進行光催化降解循環(huán)試驗，6次循環(huán)試驗后，光催化仿真花對亞甲基藍的去除率為99％。

實施例7

(1)將實施例1制備的光催化噴涂劑噴涂于聚酯纖維氈表面，噴槍流量設為100ml/min，噴涂距離為15cm，噴涂量約為0.5ml，噴涂完成后在100℃烘箱中烘干處理15min，重復上述噴涂、烘干步驟一次，得到實驗組；

(2)將實施例1中制備的tio2分散液(即不包括溶膠的光催化涂料)噴涂于聚酯纖維氈表面，噴涂條件和(1)中一致，得到對照組；

將上述對照組與實驗組在400w紫外燈下進行照射，照射距離為30cm，照射時間為8h，觀察照射完成后聚酯纖維氈表面變化，觀察結果如圖2所示，根據圖2可以看出對照組的聚酯纖維氈已變黃，而實驗組的聚酯纖維氈顏色基本沒有變化，說明對照組的聚酯纖維氈腐蝕十分嚴重，而實驗組對聚酯纖維氈基本無腐蝕。該試驗結果表明本發(fā)明的光催化涂料對基材基本無腐蝕性，不會損壞基材本身的性能。

由以上實施例可知，本發(fā)明提供的光催化涂料光催化性能好，對基體基本無腐蝕，且噴涂后催化劑與基體之間的結合力強，催化劑不易基體上脫落；并且本發(fā)明提供的光催化涂料的制備方法步驟簡單，成本低，容易進行工業(yè)化生產，在光催化降解領域具有廣闊的應用前景。

由以上實施例可知，本發(fā)明以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。