[发明专利]一种可见光响应水性光催化喷涂浆料的制备方法

说明书

技术领域

 本发明属于无机材料领域，涉及环保相关领域使用的可见光响应的纳米二氧化钛光催化喷涂浆料的制备方法。

背景技术

TiO₂光催化环境净化材料由于可将光能转化为化学能，可以广泛应用于污水处理、空气净化、抗菌除臭、防雾自清洁等领域。但目前绝大多数TiO₂环境净化材料只能在紫外光照射下发挥作用，极大地限制了该类材料的光催化效率与应用领域。为了解决TiO₂光催化环境净化材料对紫外线依赖的局限性、制备具有高效可见光活性的TiO₂环境净化材料、降低生产成本和提高光催化效率是本领域发展的必然趋势。

目前市场上纳米TiO₂产品主要是纳米TiO₂粉体分散体系，这些体系由于使用了各种高分子的有机分散稳定剂对其进行表面改性，大都稳定性较差且光催化性能相比粉体而言下降严重。最重要的是这些产品基本大都由于只能在紫外光下才能发挥作用而无法在日常生活空间中应用，应用范围十分有限。因此，制备出易于负载的，可见光下具有良好的光催化性能的二氧化钛喷涂浆料成为当前光催化领域的研究热点。

发明内容

本发明的目的是提供一种适合喷涂、附着力优异并且在可见光下具有良好光催化性能的光催化喷涂浆料的制备方法。

发明的光催化喷涂浆料的制备通过以下技术方案实现：

1、         首先将水800~1000重量份、润湿分散剂（二硅酸钠、偏硅酸钠、焦磷酸钠、磷酸三钠、磷酸四钠、六偏磷酸钠的一种或几种混合物）0.1~3重量份、增稠分散剂（膨润土、凹凸棒土、蒙脱石、水辉石、海泡石中的一种或几种混合物）10~100重量份，高速搅拌30min后得到分散液。

2、         称取可见光响应的纳米二氧化钛粉体（氮掺杂纳米二氧化钛粉体、铁掺杂纳米二氧化钛粉体、铁氮共掺杂纳米二氧化钛粉体、铬掺杂纳米二氧化钛粉体、钨掺杂纳米二氧化钛粉体、铬氮共掺杂纳米二氧化钛粉体中的一种或几种）按照4~1000重量份的比例高速搅拌的条件下分散于一定量预先搅拌均与的分散液中得到混合料。

3、         将上述混合料放入砂磨机砂磨2~12h后加入有效粘接成膜成分（三氧化铝溶胶、二氧化硅溶胶、二氧化钛溶胶、三氧化钨溶胶和氧化锌溶胶中的一种或几种混合物）50~300重量份，继续砂磨30min后进行脱泡搅拌1h后即得到喷涂用二氧化钛光催化喷涂浆料。

本发明克服现有技术不足，基于自主开发的高分散性能的，具有良好可见光响应能力的各种掺杂纳米二氧化钛粉体，通过选用无机分散剂和无机成膜粘接成分，既克服了有机物表面包覆对光催化性能的影响又通过引入其他无机氧化物进行复合改性，从而进一步提高了喷涂浆料的可见光光催化性能，经过优化喷剂配方开发出了便于负载的，可见光下具有良好的光催化性能的二氧化钛喷涂浆料。

本发明中涉及可见光响应的氮掺杂锐钛矿型纳米二氧化钛，其具体制备工艺记载在中国专利申请《一种氮掺杂锐钛矿型纳米二氧化钛的制备方法》中，该专利授权号：ZL200510011665.3，授权日期：2007年6月20日，申请人北京科技大学，以下简称为专利1。

本发明中涉及可见光响应的其他掺杂锐钛矿型纳米二氧化钛，其具体制备工艺记载在申请人所发表的其他参考文献中^[1-3]。

[1]曲晓光，宋云婷，刘青，曹文斌，Cr掺杂纳米TiO2的制备及其可见光催化性能，材料研究学报，Vol.24, No.2, June 2010, pp144-14.

[2] Wen-Xiu LIU, Jing MA, Xiao-Guang QU, and Wen-Bin CAO, Hydrothermal Synthesis of (Fe, N) co-doped TiO₂ Powders and Their Photocatalytic Properties under Visible Light Irradiation, Journal of Research on Chemical Intermediates, 2009(35)321-328