一种双层可见光响应型空气净化涂料及其制备方法和施工工艺与流程-j9九游会真人

1.本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种双层可见光响应型空气净化涂料及其制备方法和施工工艺。


背景技术：

2.随着人们环保理念的提升，绿色环保的新型涂料需求日益增大。挥发性有机化合物(vocs)是一种具有高蒸汽压的有机化合物，其可诱发呼吸道疾病，具有致癌性和生殖毒性。因此，研究具有降解vocs功能的光催化材料具有重要意义。在阳光或紫外光照射下，光催化剂产生高氧化性的活性氧(自由基)，可将有机污染物转化为co2和h2o，实现vocs的彻底降解。在实际应用中，最适合的应用形式是将纳米光催化剂形成薄膜涂层，并牢固地粘附在诸如无纺布、玻璃、陶瓷或者油漆之类的衬底上，在可见光下实现对vocs地持续降解。
3.但是，在当前的一些光催化剂和涂料结合的应用中，如采用简单的机械混合法将光催化剂分散在涂料体系中，并不能有效的发挥光催化剂的降解作用。传统的机械混合法会将涂料包覆在催化剂的外部，导致催化剂不能很好地接触光和污染物，进而造成催化剂的失活和浪费。同时，引入光催化剂粉末还会降低涂料的成膜性和致密性，引起涂层外观等理化性质的变化。再者，涂料的基体多为合成树脂，这类物质会与空气中的有机污染物产生竞争关系，例如，争夺光催化剂的活性位点或者阻碍光催化剂活性位点与污染物的接触。同时，传统光催化剂净化材料。如tio2等只能吸收紫外光部分，而紫外光只占自然光的5％，因此对太阳光的利用率低。因此，开发出一种可见光响应的，且综合性能优异的光催化环保涂料，对于涂料的发展具有十分重要的意义。


技术实现要素：

4.针对现有技术中光催化环保涂料存在的不能有效的发挥光催化剂的降解作用，以及对太阳光的利用率低、涂料综合性能不佳的问题，本发明提供一种双层可见光响应型空气净化涂料及其制备方法和施工工艺。
5.为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：
6.一种双层可见光响应型空气净化涂料，包括底层涂料和催化层涂料，
7.所述底层涂料包括如下质量百分比的原料组分：树脂乳液70％-90％，固化剂5％-10％和稀释剂a 5％-20％，各组分之和为100％；
8.所述催化层涂料包括如下质量百分比的原料组分：纳米铋系光催化剂20％-45％，稀释剂b 54％-79％，有机硅烷偶联剂0.4％-1.0％和分散剂0.4％-1.0％，各组分之和为100％；
9.其中，所述稀释剂a为丙烯酸聚氨酯稀释剂；稀释剂b为丙烯酸聚氨酯稀释剂和无水乙醇的混合溶剂，其中，无水乙醇的体积百分含量为80％-90％；
10.所述纳米铋系光催化剂为bi2o3/tio2/biocl催化剂、bi2o3/tio2/biobr催化剂、
biocl/biobr催化剂或bi2wo6/biobr催化剂中至少一种。
11.相对于现有技术，本发明提供的双层可见光响应型空气净化涂料，通过创造性地将涂料分为底层涂料和催化层涂料，避免纳米光催化剂与底层涂料直接混合，因此，最大限度地降低了纳米光催化剂对涂层的成膜性和致密性的影响，还避免了树脂乳液与有机污染物竞争光催化剂的活性位点，提高了光催化剂的利用率；同时，本发明通过向催化剂层加入特定组成的稀释剂b，降低了涂料对纳米光催化剂的包覆，使得纳米光催化剂部分裸露在涂层表面，充分接触光和污染物，从而提高对太阳光的利用率，以及对有机污染物的充分降解；除此之外，通过控制稀释剂b中无水乙醇的含量，不但可使纳米光催化剂均匀分散在催化剂层，且还能保证催化剂层涂料对底层涂料具有一定的溶解性的同时，不对底层涂料表面进行破坏，从而显著增加底层和催化层的结合力，促进催化剂层涂料中的纳米光催化剂固载在底层涂层的表面，避免在使用过程中光催化剂的脱落，保证光催化净化效果的持久性。
12.本发明通过将涂料体系分为双层结构，并控制顶层催化剂层中的稀释剂b的组成，在保证漆膜表观、硬度、耐化学品性、耐人工气候老化性和耐温变等性能的同时，还可以有效提高涂料的可见光响应性能，进而有效提高涂料对空气的净化效果，最大限度地降低vocs对人体的伤害，具有广阔的应用前景和发展潜力。
13.优选的，所述树脂乳液为丙烯酸聚氨酯乳液。
14.优选的树脂乳液具有耐磨性高、粘附力强、柔韧性高，以及耐温变性能优良的优点，有助于提高漆膜的整体性能。
15.优选的，所述固化剂为丙烯酸聚氨酯固化剂。
16.本发明对固化剂的具体种类没有特殊要求，本领域常规的适用于丙烯酸聚氨酯涂料体系的固化剂均可。
17.本发明对所述丙烯酸酯聚氨酯稀释剂的具体型号和种类没有特殊要求，本领域常规的适用于丙烯酸聚氨酯涂料体系的稀释剂均可。
18.需要说明的是，本发明中稀释剂b中无水乙醇的比例对涂料性能影响较大。如果无水乙醇含量过高，则催化剂层涂料对底层涂料无法产生一定的溶解作用，会降低底层涂料与催化剂层涂料的结合力，进而影响纳米光催化剂在底层的固着；如果无水乙醇含量过低，则会导致纳米光催化剂在涂层中的充分包覆，降低纳米光催化剂的裸露面积，进而影响表面涂层的光催化性能。本发明创造性地提出了双层结构、部分裸露纳米光催化剂的思路，并通过创造性思维，以加入稀释剂b的形式实现了上述目的，使得涂料综合性能和净化空气的性能均得到了显著提升。
19.优选的，所述纳米铋系光催化剂为bi2o3/tio2/biocl催化剂或bi2o3/tio2/biobr催化剂。
20.优选的纳米光催化剂具有良好的光催化活性和较宽的可见光吸收区域，可提高涂料对可见光的响应性，从而提高涂料对有机污染物在可见光下的降解效果。
21.本发明中所述纳米铋系光催化剂可采用本领域常规的制备上述催化剂的制备方法制备得到。
22.优选的，所述有机硅偶联剂为聚二甲硅氧烷。
23.优选的偶联剂可提高纳米光催化剂与底层涂料的结合力，使得纳米光催化剂均
匀、牢固地固载底层涂层上，且还能提高纳米光催化剂的光催化活性。
24.优选的，所述分散剂为聚乙二醇4000。
25.优选的分散剂可提高纳米光催化剂在底层涂层上的分散均匀性。
26.本发明还提供了上述双层可见光响应型空气净化涂料的制备方法，所述制备方法至少包括以下步骤：
27.按照上述双层可见光响应型空气净化涂料的设计配比称取各组分，
28.步骤一、将称取的树脂乳液、固化剂和稀释剂a，混合均匀，得底层涂料；
29.步骤二、将称取的纳米铋系光催化剂加入稀释剂b中，分散均匀，然后加入称取的偶联剂和分散剂，混合均匀，得催化层涂料。
30.上述制备方法操作简单，无复杂工序，也无需特殊的设备，成本低，适合工业化大规模生产，制备得到的涂料具有优异的综合性能，且还具有优异的可见光响应性，可有效去除有机污染物，净化空气，具有广阔的市场前景。
31.本发明还提供了上述双层可见光响应型空气净化涂料的施工工艺，至少包括如下步骤：
32.步骤1，将所述底层涂料喷涂至基底表面，干燥，得涂料层；
33.步骤2，将所述催化层涂料喷涂至所述涂料层的表面，干燥，即形成漆膜涂层体系。
34.本发明采用喷涂法构建双层涂层结构，即将催化剂通过有机溶剂载体喷涂至底层涂料表面，含有催化剂的有机溶剂接触底层的涂料后会对涂层表面具有一定的溶解作用，从而使得纳米催化剂颗粒的部分部位与涂料接触，产生粘性，随着有机溶剂的挥发，纳米催化剂颗粒完全固着在底层涂层表面。该施工工艺可有效保证部分催化剂裸露在空气中，从而有效提高催化剂的利用率，此外，催化剂对外界光和水汽的吸收作用，可以延缓空气和光照对涂料的老化作用，对底层涂层起到很好的保护作用。同时，由于纳米催化剂并未与底层涂料直接混合，因此，对涂层的成膜性和致密性影响很小，最大限度地保证了涂层的综合性能。
35.优选的，步骤1中，喷涂的厚度为25μm-100μm。
36.优选的，步骤2中，催化层中纳米铋系催化剂的负载量为0.001g/cm
2-0.02g/cm2。
37.优选的，步骤1和步骤2中，喷涂的压力均为3bar-5bar，物料流速均为0.5g/s-2.0g/s。
38.本发明提供的双层可见光响应型空气净化涂料，通过底层涂料为表面的催化剂层提供牢固的粘附力，并且通过加入稀释剂a结合喷工艺，使得干燥后底层涂层表面有大量的微孔介孔结构，可以吸附空气中有机污染物，使得纳米催化剂和底层涂层之间形成吸附-降解的协同作用机制；且双层结构的设计，以及稀释剂b的加入，有效解决了纳米催化剂被涂料完全包覆而丧失活性的问题，具有较高的实用价值。
39.本发明提供的双层可见光响应型空气净化涂料适用于住宅内外区墙壁、轨道车辆客室内部和工厂厂房内墙壁等，可充分利用可见光降解环境中的有机污染物，净化空气，应用前景广阔。
附图说明
40.图1为本发明实施例1制备的双层空气净化涂层的不同放大倍数下的sem图，其中，
(a)
×
200，(b)
×
1000；
41.图2为本发明对比例2制备的双层空气净化涂层的不同放大倍数下的sem图。
具体实施方式
42.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
43.实施例1
44.本发明实施例提供一种双层可见光响应型空气净化涂料，包括底层涂料和催化层涂料，
45.所述底层涂料包括如下质量百分比的原料组分：丙烯酸聚氨酯树脂乳液80％，丙烯酸聚氨酯固化剂10％和丙烯酸聚氨酯稀释剂a10％；
46.所述催化层涂料包括如下质量百分比的原料组分：bi2o3/tio2/biocl催化剂40％，稀释剂b 59％，聚二甲基硅氧烷0.5％和聚乙二醇4000 0.5％；
47.其中，稀释剂b为丙烯酸聚氨酯稀释剂和无水乙醇的混合溶剂，其中，无水乙醇的体积百分含量为90％。
48.上述双层可见光响应型空气净化涂料的制备步骤如下：
49.步骤一、将称取的树脂乳液、固化剂和稀释剂a，混合均匀，得底层涂料；
50.步骤二、将称取的纳米铋系光催化剂加入稀释剂b中，分散均匀，然后加入称取的偶联剂和分散剂，混合均匀，得催化层涂料。
51.上述双层可见光响应型空气净化涂料的施工工艺如下：
52.步骤1，将所述底层涂料在5bar空气压力和1.5g/s的物料流速喷涂至8
×
8cm2的不锈钢钢板上，干燥，形成涂料层；
53.步骤2，将所述催化层涂料在5bar空气压力和1.5g/s的物料流速喷涂至所述涂料层的表面，喷涂5s，干燥，即形成漆膜涂层体系。
54.上述bi2o3/tio2/biocl催化剂的制备方法如下：
55.将0.4g的tio2和0.015g的bi(no3)3·5h2o在40ml去离子水中超声处理30min，并磁力搅拌1h，随后，在室温下将14ml n2h4·
h2o滴加到上述混合溶液中，并在强烈磁力搅拌2h后，用0.1mol/l naoh将ph值调整到12，然后，将混合溶液转移到100ml特氟龙密封的高压釜中，在120℃下保持12h，在自然冷却到室温后，用离心机收集所得样品，用水和乙醇冲洗三次，并在60℃下干燥12h，得到前驱体bi/bi2o3/tio2粉末。
56.将1.45g的bi(no3)3·
5h2o和0.1g的上述制备的前驱体bi/bi2o3/tio2粉末在磁力搅拌下分散在70ml的去离子水中1h，将0.357g的kcl溶解到上述溶液中，随后连续搅拌2h，将混合溶液转移到100ml特氟龙密封的高压釜中，在180℃的烘箱中加热12h，冷却到室温后，将产物洗净并干燥，得到bi2o3/tio2/biocl纳米催化剂。
57.实施例2
58.本发明实施例提供一种双层可见光响应型空气净化涂料，包括底层涂料和催化层涂料，
59.所述底层涂料包括如下质量百分比的原料组分：丙烯酸聚氨酯树脂乳液70％，丙
烯酸聚氨酯固化剂10％和丙烯酸聚氨酯稀释剂20％；
60.所述催化层涂料包括如下质量百分比的原料组分：bi2o3/tio2/biocl催化剂20％，稀释剂b 79％，聚二甲基硅氧烷0.4％和聚乙二醇4000 0.6％；
61.其中，稀释剂b为丙烯酸聚氨酯稀释剂和无水乙醇的混合溶剂，其中，无水乙醇的体积百分含量为88％。
62.上述双层可见光响应型空气净化涂料的制备步骤如下：
63.步骤一、将称取的树脂乳液、固化剂和稀释剂a，混合均匀，得底层涂料；
64.步骤二、将称取的纳米铋系光催化剂加入稀释剂b中，分散均匀，然后加入称取的偶联剂和分散剂，混合均匀，得催化层涂料。
65.上述双层可见光响应型空气净化涂料的施工工艺如下：
66.步骤1，将所述底层涂料在3bar空气压力和0.5g/s的物料流速喷涂至8
×
8cm2的不锈钢钢板上，干燥，形成涂料层；
67.步骤2，将所述催化层涂料在3bar空气压力和0.5g/s的物料流速喷涂至所述涂料层的表面，喷涂5s，干燥，即形成漆膜涂层体系。
68.上述bi2o3/tio2/biocl催化剂的制备方法与实施例1相同，此处不再赘述。
69.实施例3
70.本发明实施例提供一种双层可见光响应型空气净化涂料，包括底层涂料和催化层涂料，
71.所述底层涂料包括如下质量百分比的原料组分：丙烯酸聚氨酯树脂乳液90％，丙烯酸聚氨酯固化剂5％和丙烯酸聚氨酯稀释剂5％；
72.所述催化层涂料包括如下质量百分比的原料组分：bi2o3/tio2/biobr催化剂35％，稀释剂b 63％，聚二甲基硅氧烷1.0％和聚乙二醇4000 1.0％；
73.其中，稀释剂b为丙烯酸聚氨酯稀释剂和无水乙醇的混合溶剂，其中，无水乙醇的体积百分含量为83％。
74.上述双层可见光响应型空气净化涂料的制备步骤如下：
75.步骤一、将称取的树脂乳液、固化剂和稀释剂a，混合均匀，得底层涂料；
76.步骤二、将称取的纳米铋系光催化剂加入稀释剂b中，分散均匀，然后加入称取的偶联剂和分散剂，混合均匀，得催化层涂料。
77.上述双层可见光响应型空气净化涂料的施工工艺如下：
78.步骤1，将所述底层涂料在4bar空气压力和1.5g/s的物料流速喷涂至8
×
8cm2的不锈钢钢板上，干燥，形成涂料层；
79.步骤2，将所述催化层涂料在4bar空气压力和1.5g/s的物料流速喷涂至所述涂料层的表面，喷涂5s，干燥，即形成漆膜涂层体系。
80.上述bi2o3/tio2/biobr催化剂的制备方法与实施例1中bi2o3/tio2/biocl催化剂的制备方法完全相同，不同的仅是将kcl替换为等量的kbr，其余条件完全相同，此处不再赘述。
81.实施例4
82.本发明实施例提供一种双层可见光响应型空气净化涂料，包括底层涂料和催化层涂料，
83.所述底层涂料包括如下质量百分比的原料组分：丙烯酸聚氨酯树脂乳液75％，丙烯酸聚氨酯固化剂8％和丙烯酸聚氨酯稀释剂17％；
84.所述催化层涂料包括如下质量百分比的原料组分：biocl/biobr催化剂25％，稀释剂b 74％，聚二甲基硅氧烷0.6％和聚乙二醇4000 0.4％；
85.其中，稀释剂b为丙烯酸聚氨酯稀释剂和无水乙醇的混合溶剂，其中，无水乙醇的体积百分含量为85％。
86.上述双层可见光响应型空气净化涂料的制备步骤如下：
87.步骤一、将称取的树脂乳液、固化剂和稀释剂a，混合均匀，得底层涂料；
88.步骤二、将称取的纳米铋系光催化剂加入稀释剂b中，分散均匀，然后加入称取的偶联剂和分散剂，混合均匀，得催化层涂料。
89.上述双层可见光响应型空气净化涂料的施工工艺如下：
90.步骤1，将所述底层涂料在5bar空气压力和2.0g/s的物料流速喷涂至8
×
8cm2的不锈钢钢板上，干燥，形成涂料层；
91.步骤2，将所述催化层涂料在5bar空气压力和2.0g/s的物料流速喷涂至所述涂料层的表面，喷涂5s，干燥，即形成漆膜涂层体系。
92.上述biocl/biobr催化剂的制备方法如下：
93.将1.45g的bi(no3)3·
5h2o在磁力搅拌下溶解在70ml的去离子水中1h，将0.357g的kcl和0.416g的kbr溶解到上述溶液中，随后连续搅拌2h，将混合溶液转移到100ml特氟龙密封的高压釜中，在180℃的烘箱中加热12h，冷却到室温后，将产物洗净并干燥，得到biocl/biobr纳米催化剂。
94.实施例5
95.本发明实施例提供一种双层可见光响应型空气净化涂料，包括底层涂料和催化层涂料，
96.所述底层涂料包括如下质量百分比的原料组分：丙烯酸聚氨酯树脂乳液85％，丙烯酸聚氨酯固化剂6％和丙烯酸聚氨酯稀释剂9％；
97.所述催化层涂料包括如下质量百分比的原料组分：bi2wo6/biobr催化剂45％，稀释剂b 54％，聚二甲基硅氧烷0.5％和聚乙二醇4000 0.5％；
98.其中，稀释剂b为丙烯酸聚氨酯稀释剂和无水乙醇的混合溶剂，其中，无水乙醇的体积百分含量为80％。
99.上述双层可见光响应型空气净化涂料的制备步骤如下：
100.步骤一、将称取的树脂乳液、固化剂和稀释剂a，混合均匀，得底层涂料；
101.步骤二、将称取的纳米铋系光催化剂加入稀释剂b中，分散均匀，然后加入称取的偶联剂和分散剂，混合均匀，得催化层涂料。
102.上述双层可见光响应型空气净化涂料的施工工艺如下：
103.步骤1，将所述底层涂料在4bar空气压力和1.5g/s的物料流速喷涂至8
×
8cm2的不锈钢钢板上，干燥，形成涂料层；
104.步骤2，将所述催化层涂料在4bar空气压力和1.5g/s的物料流速喷涂至所述涂料层的表面，喷涂5s，干燥，即形成漆膜涂层体系。
105.上述bi2wo6/biobr催化剂的制备方法如下：
106.将1.45g的bi(no3)3·
5h2o在磁力搅拌下溶解在70ml的去离子水中1h，将1.407g的na2wo4和0.416g的kbr溶解到上述溶液中，随后连续搅拌2h，将混合溶液转移到100ml特氟龙密封的高压釜中，在180℃的烘箱中加热12h，冷却到室温后，将产物洗净并干燥，得到bi2wo6/biobr纳米催化剂。
107.对比例1
108.本对比例提供一种双层空气净化涂料，其组成以及制备方法均与实施例1相同，不同的仅是催化层涂料中不加入纳米铋系光催化剂，具体组成如下：
109.所述底层涂料包括如下质量百分比的原料组分：丙烯酸聚氨酯树脂乳液80％，丙烯酸聚氨酯固化剂10％和丙烯酸聚氨酯稀释剂10％；
110.所述催化层涂料包括如下质量百分比的原料组分：稀释剂b 99％，聚二甲基硅氧烷0.5％和聚乙二醇4000 0.5％；
111.其中，稀释剂b为丙烯酸聚氨酯稀释剂和无水乙醇的混合溶剂，其中，无水乙醇的体积百分含量为80％。
112.上述双层空气净化涂料的制备方法与施工工艺均与实施例1相同，此处不再赘述。
113.对比例2
114.本对比例提供一种单层空气净化涂料，包括如下质量百分含量的原料组分：
115.丙烯酸聚氨酯树脂乳液61.5％，丙烯酸聚氨酯固化剂15.4％，丙烯酸聚氨酯稀释剂15.4％，bi2o3/tio2/biocl催化剂6.5％(与实施例1相同质量)，聚二甲基硅氧烷0.6％和聚乙二醇4000 0.6％。
116.将上述各原料混合均匀后，在4bar空气压力和1.5g/s的物料流速喷涂至8
×
8cm2的不锈钢钢板上，控制厚度50
±
10μm，干燥后，得单层空气净化涂料。
117.对比例3
118.本对比例提供一种单层空气净化涂料，与实施例1不同的是，不包括底层涂料，仅包括催化层涂料，具体包括如下质量百分含量的原料组分：
119.bi2o3/tio2/biocl催化剂40％，稀释剂b 59％，聚二甲基硅氧烷0.5％和聚乙二醇4000 0.5％。
120.将上述各原料混合均匀后，在4bar空气压力和1.5g/s的物料流速喷涂至8
×
8cm2的不锈钢钢板上，喷涂5s，干燥后，得单层空气净化涂料。
121.对比例4
122.本对比例提供一种双层空气净化涂料，其组成以及制备方法均与实施例1相同，不同的仅是催化层涂料中不加入有机硅偶联剂，具体组成如下：
123.所述底层涂料包括如下质量百分比的原料组分：丙烯酸聚氨酯树脂乳液80％，丙烯酸聚氨酯固化剂10％和丙烯酸聚氨酯稀释剂10％；
124.所述催化层涂料包括如下质量百分比的原料组分：bi2o3/tio2/biocl催化剂40％，稀释剂b 59.5％和聚乙二醇4000 0.5％；
125.其中，稀释剂b为丙烯酸聚氨酯稀释剂和无水乙醇的混合溶剂，其中，无水乙醇的体积百分含量为80％。
126.上述双层空气净化涂料的制备方法与施工工艺均与实施例1相同，此处不再赘述。
127.对比例5
128.本对比例提供一种双层空气净化涂料，其组成以及制备方法均与实施例1相同，不同的仅是催化层涂料中不加入分散剂，具体组成如下：
129.所述底层涂料包括如下质量百分比的原料组分：丙烯酸聚氨酯树脂乳液80％，丙烯酸聚氨酯固化剂10％和丙烯酸聚氨酯稀释剂10％；
130.所述催化层涂料包括如下质量百分比的原料组分：bi2o3/tio2/biocl催化剂40％，稀释剂b 59.5％和聚二甲基硅氧烷0.5％；
131.其中，稀释剂b为丙烯酸聚氨酯稀释剂和无水乙醇的混合溶剂，其中，无水乙醇的体积百分含量为80％。
132.上述双层空气净化涂料的制备方法与施工工艺均与实施例1相同，此处不再赘述。
133.对比例6
134.本对比例提供一种双层空气净化涂料，其组成以及制备方法均与实施例1相同，不同的仅是将催化层涂料中的稀释剂b替换为丙烯酸聚氨酯稀释剂，具体组成如下：
135.所述底层涂料包括如下质量百分比的原料组分：丙烯酸聚氨酯树脂乳液80％，丙烯酸聚氨酯固化剂10％和丙烯酸聚氨酯稀释剂10％；
136.所述催化层涂料包括如下质量百分比的原料组分：bi2o3/tio2/biocl催化剂40％，丙烯酸聚氨酯稀释剂59％，聚二甲基硅氧烷0.5％和聚乙二醇40000.5％。
137.上述双层空气净化涂料的制备方法与施工工艺均与实施例1相同，此处不再赘述。
138.对比例7
139.本对比例提供一种双层空气净化涂料，其组成以及制备方法均与实施例1相同，不同的仅是将催化层涂料中的稀释剂b中无水乙醇的含量变为70％，其余组成完全相同。
140.上述双层空气净化涂料的制备方法与施工工艺均与实施例1相同，此处不再赘述。
141.对比例8
142.本对比例提供一种一种双层空气净化涂料，其组成以及制备方法均与实施例1相同，不同的仅是将催化层涂料中bi2o3/tio2/biocl催化剂替换为等量的bi2o3/tio2催化剂，其余组成完全相同。
143.上述双层空气净化涂料的制备方法与施工工艺均与实施例1相同，此处不再赘述。
144.上述bi2o3/tio2催化剂的制备方法如下：
145.将0.4g的tio2和0.015g的bi(no3)3·5h2o在40ml去离子水中超声处理30min，并磁力搅拌1h，随后，在室温下将14ml n2h4·
h2o滴加到上述混合溶液中，并在强烈磁力搅拌2h后，用0.1mol/l naoh将ph值调整到12，然后，将混合溶液转移到100ml特氟龙密封的高压釜中，在120℃下保持12h，在自然冷却到室温后，用离心机收集所得样品，用水和乙醇冲洗三次，并在60℃下干燥12h，得到前驱体bi/bi2o3/tio2粉末。
146.将0.1g的上述制备的前驱体bi/bi2o3/tio2粉末在磁力搅拌下分散在70ml的去离子水中1h，然后转移到100ml特氟龙密封的高压釜中，在180℃的烘箱中加热12h，冷却到室温后，将产物洗净并干燥，得到bi2o3/tio2纳米催化剂。
147.对比例9
148.本对比例提供一种一种双层空气净化涂料，其组成以及制备方法均与实施例1相同，不同的仅是将催化层涂料中bi2o3/tio2/biocl催化剂替换为等量的tio2/biocl催化剂，其余组成完全相同。
149.上述双层空气净化涂料的制备方法与施工工艺均与实施例1相同，此处不再赘述。
150.上述tio2/biocl催化剂的制备方法如下：
151.将1.45g的bi(no3)3·
5h2o和0.1g的tio2分散在70ml的去离子水中1h，将0.357g的kbr溶解到上述溶液中，随后连续搅拌2h，将混合溶液转移到100ml特氟龙密封的高压釜中，在180℃的烘箱中加热12h，冷却到室温后，将产物洗净并干燥，得到tio2/biocl纳米催化剂。
152.性能测试
153.下面对实施例1-5以及对比例1-9制备的空气净化涂层进行气态甲苯降解测试，步骤如下：
154.(1)将制备得到空气净化涂层置于1m3的密闭实验舱的样品台上，随后通入30ppm、湿度60％的甲苯气体；
155.(2)在黑暗条件下静置1h，使甲苯气体在涂层表面达到吸附-脱附平衡，然后施加350w氙灯提供的可见光光源照射样品，每隔60min监测一次密闭环境内的甲苯浓度，并计算甲苯净化率，结果如表1所示。
156.表1
[0157][0158][0159]
由表结果可以看出，
①
对比实施例1以及对比例6-7可以看出，稀释剂b中无水乙醇的比例对涂层催化性能的影响较大。如果无水乙醇含量过高，则催化剂层涂料对底层涂料无法产生一定的溶解作用，会降低底层涂料与催化剂层涂料的结合力，进而影响纳米光催化剂在底层的固着；如果无水乙醇含量过低，则会导致纳米光催化剂在涂层中的充分包覆，
降低纳米光催化剂的裸露面积，进而影响表面涂层的光催化性能。
[0160]
②
由对比例1可知，涂料表面对甲苯有较少的吸附，这归因于涂料的比表面积较大，有较多的微孔介孔，容易吸附小分子的甲苯。
[0161]
③
对比例2为纯机械混合法制备的涂层样品对甲苯的去除率，可以发现随着时间延长对比例2制备的涂层样品基本不对甲苯产生降解。
[0162]
④
对比例3为纯催化层样品自身对甲苯的去除率，相较于实施例1-2，发现甲苯去除率并没有发生明显改变，说明本发明提供的双层涂层结构有利于充分发挥催化剂的光催化性能。
[0163]
⑤
对比例4和对比例5相较于实施例1，可以发现添加的偶联剂和分散剂提高了光催化活性，因为这两种物质使得光催化剂负载更加牢固、分散更加均匀。
[0164]
⑥
实施例1与对比例8、对比例9相比，在相同制备方法下，甲苯的去除率随着催化剂类型不同而有所差异，其中bi2o3/tio2/biobr催化剂的效率要高于bi2o3/tio2和tio2/biobr的效率。
[0165]
实施例1和对比例2制备的涂层样品的sem图如图1-图2所示，从图中可以看出，实施例2制备的涂层样品，其表面纳米催化剂的含量显著提高，这是所制备催化剂对甲苯净化能力提升的关键因素。
[0166]
下面对实施例1-5的空气净化涂层进行综合性能检测，结果如表2所示。
[0167]
表2
[0168][0169][0170]
综上所述，本发明通过双层结构的设计，以及对底层涂料和催化层涂料组分的设
计，使得纳米催化剂与下层涂料的粘附力较强，且保证了纳米催化剂在空气中的有效暴露面积，尽可能提高涂层表面纳米催化剂的含量和有效利用率，同时，通过底层涂层与纳米催化剂之间形成吸附-降解的协同作用机制，显著提高了涂层的vocs净化能力，并减少了纳米催化剂的使用量，从而降低了纳米催化剂对涂层成膜性和致密性的影响；除此之外，涂层上层的纳米催化剂充分利用太阳光，延缓了树脂涂层的老化，最终实现了净化vocs、涂层综合性能和综合成本的最优，具有较高的应用价值。
[0171]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。