阅读说明：本技术 可释放负氧离子的半导体复合材料及其制备方法和应用 (Semiconductor composite material capable of releasing negative oxygen ions and preparation method and application thereof ) 是由 严春杰 吴艳 李凌曜 王洪权 海书杰 刘亚楠 于 2019-12-16 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种可释放负氧离子的半导体复合材料,包括：二氧化钛和氧化锌,二氧化钛和氧化锌的重量比为1～2:1；还提供一种可释放负氧离子的半导体复合材料的制备方法；还提供了一种可释放负氧离子的半导体复合材料在装潢材料中的应用。本发明公开的可释放负氧离子的半导体复合材料,成本低廉,利用半导体复合材料成分之间的界面复合作用,使之能接受室内光激发而进行快速电子传递,具有释放负氧离子的有益效果。(The invention discloses a semiconductor composite material capable of releasing negative oxygen ions, which comprises: titanium dioxide and zinc oxide, wherein the weight ratio of the titanium dioxide to the zinc oxide is 1-2: 1; also provides a preparation method of the semiconductor composite material capable of releasing negative oxygen ions; also provides the application of the semiconductor composite material capable of releasing negative oxygen ions in decorative materials. The semiconductor composite material capable of releasing negative oxygen ions disclosed by the invention is low in cost, can be subjected to indoor light excitation to carry out rapid electron transfer by utilizing the interface composite action among the components of the semiconductor composite material, and has the beneficial effect of releasing negative oxygen ions.)

可释放负氧离子的半导体复合材料及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及材料领域，具体涉及一种可释放负氧离子的半导体复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

空气中的负离子像食物中的维生素一样重要，称之为“空气维生素”、“长寿素”，预防医学科学研究证明，空气中负离子含量是衡量空气质量好坏的关键。根据大地测量学和地球物理学国际联盟大气联合委员会采用的理论，空气负离子，即负氧离子的分子式为O₂ ^-(H₂O)_n或OH(H₂O)_n或CO₄ ^-(H₂O)_n，科学研究发现，负氧离子能与细菌、灰尘、烟雾等带正电的微粒相结合，并聚集成球落到地面，从而起到杀菌和消除异味(香烟烟雾、装修材料中释放出的有害气体所产生的异味等)的作用。当室内空气中负氧离子的浓度达到200000个/cm³时，空气中的飘尘量会减少98％以上，飘尘直径越小，越易受负氧离子作用而被沉淀，所以在含有高浓度负氧离子的空气中，直径在微米以下的微尘、细菌、病毒等几乎为零，因此，负氧离子的多少是衡量空气是否清新的重要标准之一。林金明等在《环境、健康与负氧离子》中认为在含有高浓度小粒径负氧离子的空气中，PM2.5、细菌、病毒等几乎为零，飘尘去除率高达98％，可见，负氧离子对人体健康以至于对人类社会的发展有着重大意义。

电位差可产生永久的微弱电流，释放出负氧离子。根据世界卫生组织的规定，当空气中负氧离子浓度不低于1000～1500个/cm³时，被视为是清新空气。负氧离子优良的除臭性能，可保持良好的生活空间，并可释放出人体需要的多种微量元素，有利于人体健康，同时负氧离子可通过对人体呼吸道或皮肤的刺激引起其神经反射，并影响身体各系统，从而起到促进新陈代谢、预防流感、增强机体抗病能力和恢复人体平衡的功效。在医学界负氧离子被确认是具有杀灭病菌及净化空气的有效手段，其机理主要在于负氧离子与细菌结合后，使之产生结构的改变或能量的转移，导致细菌死亡。医学研究表明，空气中的负氧离子能使血液中含氧量增加，有利于血氧输送、吸收和利用，具有促进人体新陈代谢、提高人体免疫力、增强人体肌能、调节肌体功能平衡等作用，对高原缺氧地区的人体医疗保健作用尤其显著。

据日本纤研新闻报道，日本松下电器与一家矿石研究所合作，采用纳米级电气石和一种激发剂混入聚酯原液中生产出特殊涤纶，共同开发出一种在“静置”条件下能源源不断产生负氧离子的织物；日本日清纺新推出的负氧离子产品“IONAGE”，是将放射性矿石(电气石)微粉化后，混炼加入附着在织物上；日本仓敷只将放射性矿微粉与远红外矿石粉分层附着在织物上，以提高织物的负离子化效果，生产出“HOLIC”织物，其A4纸大小的织物在空气中产生的负离子为150个/cm³，接近森林中负氧离子的效果，但是具有一定的放射性。

到目前为止，市场上的负氧离子粉是用纳米级的铁粉，通过电击产生负氧离子，其不足之处是有较强的电磁辐射。当前尚且没有异质结构半导体复合材料应用于负氧离子的相关报告。

发明内容

有鉴于此，本发明的实施例提供了一种可释放负氧离子的半导体复合材料，该种材料可在装潢材料中进行应用，解决现有技术中缺乏一种半导体复合材料使空气中产生负氧离子的技术问题。

为达到上述技术目的，本发明的实施例采用的技术方案是，提供一种可释放负氧离子的半导体复合材料，包括：二氧化钛和氧化锌，所述二氧化钛和所述氧化锌的重量比为1～2:1。

还提供一种可释放负氧离子的半导体复合材料，包括：二氧化钛、氧化锌和三氧化二铁，所述二氧化钛和所述氧化锌的重量比为1～2:1，所述二氧化钛和所述氧化锌的重量总和与所述三氧化二铁的重量比为1～2:1。

还提供一种可释放负氧离子的半导体复合材料，包括：二氧化钛、氧化锌、三氧化二铁和氧化亚铜，所述二氧化钛和所述氧化锌的重量比为1～2:1，所述二氧化钛和所述氧化锌的重量总和与所述三氧化二铁的重量比为1～2:1，所述二氧化钛、所述氧化锌和所述三氧化二铁的重量总和与所述氧化亚铜的重量比为5～19:1。

还提供一种可释放负氧离子的半导体复合材料，包括：二氧化钛、氧化锌、三氧化二铁、氧化亚铜和锌单质，所述二氧化钛和所述氧化锌的重量比为1～2:1，所述二氧化钛和所述氧化锌的重量总和与所述三氧化二铁的重量比为1～2:1，所述二氧化钛、所述氧化锌和所述三氧化二铁的重量总和与所述氧化亚铜的重量比为5～19:1，所述二氧化钛、所述氧化锌、所述三氧化二铁、所述氧化亚铜的重量总和与所述锌单质的重量比为11～50:1。

还提供一种可释放负氧离子的半导体复合材料的制备方法，按上述重量比计，将二氧化钛和氧化锌混合后充分研磨，制备二氧化钛-氧化锌半导体复合材料。

还提供一种可释放负氧离子的半导体复合材料的制备方法，按上述重量比计，将二氧化钛、氧化锌、三氧化二铁混合后充分研磨，得二氧化钛-氧化锌-三氧化二铁半导体复合材料。

还提供一种可释放负氧离子的半导体复合材料的制备方法，按上述重量比计，将二氧化钛、氧化锌、三氧化二铁、氧化亚铜混合后充分研磨，得二氧化钛-氧化锌-三氧化二铁-氧化亚铜半导体复合材料。

还提供一种可释放负氧离子的半导体复合材料的制备方法，按上述重量比计，二氧化钛、氧化锌、三氧化二铁、氧化亚铜、锌单质混合后充分研磨，得二氧化钛-氧化锌-三氧化二铁-氧化亚铜-锌半导体复合材料。

还提供一种可释放负氧离子的半导体复合材料在装潢材料中的应用。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：提供一种可释放负氧离子的半导体复合材料和制备方法，成本低廉，环境友好，可直接应用于负氧离子的释放；该半导体复合材料主要依靠二氧化钛、氧化锌、三氧化二铁、氧化亚铜、锌之间的界面复合作用，使之能接受室内光激发而进行快速电子传递，室内负氧离子浓度达到1000～2500个/cm³，符合清新空气定义的负氧离子浓度标准，展现了该半导体复合材料在负氧离子领域的巨大发展潜力。

具体实施方式

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。

实施例1

本实施例提供的二氧化钛-氧化锌半导体复合材料，包括：二氧化钛和氧化锌，所述二氧化钛和所述氧化锌的重量比为1:1；

该二氧化钛-氧化锌半导体复合材料的制备方法为：

a、将商业化二氧化钛材料进行研磨后获得白色粉末；

b、按上述重量比取白色粉末二氧化钛与氧化锌进行混合并研磨，得二氧化钛-氧化锌半导体复合材料。

实施例2

本实施例提供的二氧化钛-氧化锌半导体复合材料及其制备方法同实施例1，其中，不同的是，二氧化钛和氧化锌的重量比为2:1。

实施例3

本实施例提供的二氧化钛-氧化锌半导体复合材料及其制备方法同实施例1，其中，不同的是，二氧化钛和氧化锌的重量比为1.2:1。

实施例4

本实施例提供的二氧化钛-氧化锌-三氧化二铁半导体复合材料，包括二氧化钛、氧化锌和三氧化二铁，所述二氧化钛和所述氧化锌的重量总和与所述三氧化二铁的重量比为1:1；

该二氧化钛-氧化锌-三氧化二铁半导体复合材料的制备方法为：

a、利用实施例3得到的二氧化钛-氧化锌半导体复合材料；

b、按上述重量比将实施例3得到的二氧化钛-氧化锌半导体复合材料与三氧化二铁进行混合并研磨，得二氧化钛-氧化锌-三氧化二铁半导体复合材料。

实施例5

本实施例提供的二氧化钛-氧化锌-三氧化二铁半导体复合材料及其制备方法同实施例4，其中，不同的是，所述二氧化钛和所述氧化锌的重量总和与所述三氧化二铁的重量比为2:1。

实施例6

本实施例提供的二氧化钛-氧化锌-三氧化二铁半导体复合材料及其制备方法同实施例4，其中，不同的是，所述二氧化钛和所述氧化锌的重量总和与所述三氧化二铁的重量比为1.5:1。

实施例7

本实施例提供的二氧化钛-氧化锌-三氧化二铁-氧化亚铜的半导体复合材料，包括二氧化钛、氧化锌、三氧化二铁和氧化亚铜，所述二氧化钛、所述氧化锌和所述三氧化二铁的重量总和与所述氧化亚铜的重量比为5:1；

该二氧化钛-氧化锌-三氧化二铁-氧化亚铜半导体复合材料的制备方法为：

a、利用实施例6得到的二氧化钛-氧化锌-三氧化二铁半导体复合材料；

b、按上述重量比将实施例6得到的二氧化钛-氧化锌-三氧化二铁半导体复合材料与氧化亚铜进行混合并研磨，得二氧化钛-氧化锌-三氧化二铁-氧化亚铜半导体复合材料。

实施例8

本实施例提供的二氧化钛-氧化锌-三氧化二铁-氧化亚铜半导体复合材料及其制备方法同实施例7，其中，不同的是，所述二氧化钛、所述氧化锌和所述三氧化二铁的重量总和与所述氧化亚铜的重量比为18:1。

实施例9

本实施例提供的二氧化钛-氧化锌-三氧化二铁-氧化亚铜半导体复合材料及其制备方法同实施例7，其中，不同的是，所述二氧化钛、所述氧化锌和所述三氧化二铁的重量总和与所述氧化亚铜的重量比为9:1。

实施例10

本实施例提供的二氧化钛-氧化锌-三氧化二铁-氧化亚铜-锌半导体复合材料，包括二氧化钛、氧化锌、三氧化二铁、氧化亚铜和锌，所述二氧化钛、所述氧化锌、所述三氧化二铁和所述氧化亚铜的重量总和与所述锌单质的重量比为11:1；

该二氧化钛-氧化锌-三氧化二铁-氧化亚铜-锌半导体复合材料的制备方法为：

a、利用实施例9得到的二氧化钛-氧化锌-三氧化二铁-氧化亚铜半导体复合材料；

b、按上述重量比将实施例9得到的二氧化钛-氧化锌-三氧化二铁-氧化亚铜半导体复合材料与锌单质进行混合并研磨，得二氧化钛-氧化锌-三氧化二铁-氧化亚铜-锌半导体复合材料。

实施例11

本实施例提供的二氧化钛-氧化锌-三氧化二铁-氧化亚铜-锌半导体复合材料及其制备方法同实施例10，其中，不同的是，所述二氧化钛、所述氧化锌、所述三氧化二铁和所述氧化亚铜的重量总和与所述锌单质的重量比为50:1。

实施例12

本实施例提供的二氧化钛-氧化锌-三氧化二铁-氧化亚铜-锌半导体复合材料及其制备方法同实施例10，其中，不同的是，所述二氧化钛、所述氧化锌、所述三氧化二铁和所述氧化亚铜的重量总和与所述锌单质的重量比为24:1。

试验例1

取实施例3的二氧化钛-氧化锌半导体复合材料与装潢材料混合涂墙，在室内检测可达到1000个/cm³以上的负氧离子，符合清新空气定义的负氧离子浓度标准。

试验例2

取实施例6的二氧化钛-氧化锌-三氧化二铁半导体材料与装潢材料混合涂墙，在室内检测可达到1500个/cm³以上的负氧离子，符合清新空气定义的负氧离子浓度标准。

试验例3

取实施例9的二氧化钛-氧化锌-三氧化二铁-氧化亚铜半导体材料与装潢材料混合涂墙，在室内检测可达到2000个/cm³以上的负氧离子，符合清新空气定义的负氧离子浓度标准。

试验例4

取实施例12的二氧化钛-氧化锌-三氧化二铁-氧化亚铜-锌半导体材料与装潢材料混合涂墙，在室内可检测达到2500个/cm³以上的负氧离子，符合清新空气定义的负氧离子浓度标准。

上述实施例和试验例表明，本发明提供的半导体复合材料的制备成分之间具有较好的界面复合作用，使之能较好的混合，接受室内光的激发而进行快速电子传递，室内负氧离子浓度达到1000～2500个/cm³，符合清新空气定义的负氧离子浓度标准，展现了该半导体复合材料在负氧离子领域具有的发展潜力。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。