Page 66 - 《精细化工》2023年第8期

·1680· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 40 卷

规范》（GB 50325—2020）和《绿色建筑评价标准》 系统介绍了用于室内 VOCs 净化的光催化涂层的制
（GB/T 50378—2014）都对室内空气污染物浓度作 备方法，并对 VOCs 的光催化净化机理和影响因素
出了明确的限值要求。这意味着国家对室内空气质 进行阐述，同时对不同种类光催化涂层的应用现状
量的要求越来越高。因此，如何降低室内 VOCs 含 进行介绍，最后总结和展望了光催化涂层未来的发
量对保护人体生命健康至关重要，也是提高室内空 展方向。
气质量的关键，这已经成为环境保护领域亟待解决
的关键问题。 1 光催化涂层的制备及其稳定性
光催化涂层是由光催化材料和涂层结合而成的
表 1 常见室内有机污染物来源 [2]
[2]
Table 1 Common sources of indoor organic pollutants 一种环境友好涂层，其制备过程一般分为两步，首先
化合物 物质来源 通过溶胶-凝胶法、模板法或水热法等制备光催化活性
甲醛 农药、涂料、压制木材、泡沫 材料 [12-14] ，常见的光催化材料有金属氧化物或硫化物，
乙醛 胶水、地板材料、皮革霉菌 如 TiO 2、ZnO、SnO 2、WO 3、Fe 2O 3、Al 2O 3、ZnS 和
对二氯苯 房间除臭剂、天花板材料 CdS 等 [15] 。然后通过气相沉积法、喷涂法或丝网印刷
二氯甲烷 除漆剂、溶剂 技术等使光催化活性材料负载在载体表面制备出光催
苯乙烯 绝缘纺织品、消毒剂、塑料、油漆 化涂层 [16-18] 。事实上，涂层的稳定性是制约光催化
丙烯醛 化石燃料燃烧、烟草烟雾 VOCs 性能和循环利用性能的关键因素。因此，以下
甲苯 油漆、聚氨酯泡沫、气凝胶 将介绍光催化涂层的制备方法和提高涂层稳定性的一
邻苯二甲酸酐 环氧树脂家具
般方法。
挥发性胺 箱子的腐败退化
1.1 光催化涂层的制备
乙苯 建筑材料、溶剂、黏合剂
通常，光催化活性材料多以粉末形式存在，不易
四氯乙烯 吸烟、二手烟
回收，还可能造成二次污染，将粉末形式的光催化材
氯仿 穿着或干洗过的衣服、氯化水
料固定在不同基体上制得光催化涂层，可以有效提高
芳烃 油漆、黏合剂、汽油、燃烧源
光催化活性，以高效降解室内环境中的 VOCs [19] 。光
其他 VOCs（酯类和酮类）塑料、树脂、香水、增塑剂、香料
催化涂层可以通过气相沉积法、喷涂法或丝网印刷技
目前，针对室内 VOCs 污染的处理技术包括吸 术等方法制备。
附、低温等离子体、冷凝、膜分离、光催化氧化和 气相沉积法主要以化学气相沉积法（CVD）为主。
生物过滤等技术。上述处理技术都存在局限性，例 CVD 是气相反应物在高能量环境激发下产生化学反
如：吸附技术的选择性低，不易于回收再循环使用， 应转移至沉积区域并在固体上形成固态产物的技
[3]
而且在使用过程中受环境影响因素较大 ；低温等 术 [20-21] 。此方法制备的涂层厚度均一，质量较好，但
离子体技术存在运行费用高、选择性差、不能完全 是存在反应温度高、对设备和环境要求高等问题。冷
[4]
降解有害物质，甚至会带来二次污染等缺点 ；冷 喷涂技术使用高压和低温气体以非常高的速度撞击
凝技术对净化的气体和温度有一定要求，对设备要 基体，使粉末颗粒发生塑性变形，在基体表面形成
[5]
求很高 ；膜分离和生物过滤技术都存在生物降解 涂层 [22] 。与传统液体热喷涂相比，该技术可以避免
速率有限，选择性较低，对降解物质处理效果差等 涂层的高温氧化或相变。然而，冷喷涂技术的高成
不足 [6-7] 。光催化氧化技术（PCO）在光照下可以将 本限制了该技术的广泛应用。丝网印刷技术一般是将
VOCs 降解为 CO 2 和水，无需额外施加温度和压力， 浆料倒在丝网上，利用刮板挤压浆料，使其在基体表
具有操作简便、成本低廉、无二次污染和节能环保 面经过高温烧结，最终在基体表面形成涂层 [23] 。与其
等优势，是净化 VOCs 最具发展潜力的一种新技术。 他涂层制备工艺相比，该技术工艺简单稳定、成本
使用 PCO 净化 VOCs 的关键在于光催化活性材 较低、效率高且可以制备出大面积涂层，是极具潜
料的设计和制备，与此相关的综述文献较多 [8-10] 。 力的光催化涂层制备技术。
将光催化活性材料涂饰在墙、家具、过滤器和大理 此外，通过溶胶-凝胶法和静电纺丝法等可以一步
石等载体表面制备出光催化涂层，可以增大光催化 制备出光催化涂层，具体方法是将光催化剂的前驱体
活性材料与 VOCs 的接触面积，不会产生二次污染， 预涂在基体上，然后通过化学方法使前驱体在基体上
适用于室内 VOCs 的净化。但是，目前关于光催化 原位生长制得涂层。如 Zn(CH 3COO) 2•2H 2O、ZnCl 2
涂层对室内 VOCs 净化的综述文献较少 [11] 。基于此， 等常被用作 ZnO 纳米材料的前驱体，将这些前驱体作
本文着眼于光催化涂层对室内 VOCs 污染的净化， 为晶种旋涂在玻璃纤维基板上，进一步通过溶胶-凝胶