[发明专利]一种纳米TiO2材料的制备方法及自洁涂料及制作自洁玻璃的方法

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种纳米TiO₂材料的制备方法及含有该方法制备的纳米TiO₂材料的耐沾污自洁涂料及制作自洁玻璃的方法。

背景技术

随着石化常规能源的有限性以及环境污滥问题的日益突出，世界各国也加快对新能源的投资。“十二五”《新兴能源产业发展规划》的纲要主旨未来十年中国能源发展将主要朝着两个目标进军，一是到2020年非化石能源占一次能源消费总量的比重达到15%左右；二是到2020年中国单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40-45%。而这两份规划将共同搭建起这10年的能源发展框架。太阳能等可再生能源利用规模在我国也将进一步扩大。

然而，无论是太阳能玻璃真空集热管还是太阳能光伏玻璃和太阳能幕墙建筑一体化玻璃表面,因长期置于户外,由于汽车尾气和工业废气对环境的污染和灰尘颗粒PM2.5黏附等原因,严重影响光热和光电能量转换效应,从而将会大大降低了太阳能的工作效率，有些重污滥区域，太阳能的转能效率每年以10%递减。深圳市讯普法纳科技发展有限公司张波提供工业钛醇盐的气相水解法制备锐钛矿型纳米TiO₂，利用纳米TiO₂的光催化分解有机污染物的治理方面取得了应用，并对30多种有机物的光催化分解进行了研究，发现光催化法可将烃类、卤化物、羧酸、燃料、表面活性剂、含氮有机物、有机农药等完全氧化为CO₂和H₂O等无毒物质。光催化剂还可用于无机物的脱毒降解，空气净化，包括油烟气、工业废气、汽车尾气、氟利昂及氟利昂替代物的光催化降解。将此获得的降解效果应用于太阳能光板玻璃表面上的纳米自洁涂层方案，十分有效地通过自然降雨或人工冲水清除分解光伏玻璃表面的污垢，彻底解决了太阳能的转能效率每年以10%递减这个问题。可以说是再生能源应用领域中的又一次革命！

现有技术中，如本发明人2011年03月18日提出的专利号为201110066258，名称为“一种锐钛矿型纳米材料的制备方法及使用该材料制作的自洁太阳能玻璃“纳米TiO₂材料生产工艺形成的纳米TiO₂材料为球形多孔粒子，而且粒径较大，纳米TiO₂材料的自洁性能随着粒径的减少得以提高。

发明内容

为进一步降低纳米TiO₂材料粒径及自洁性能更高的耐沾污自洁涂料及使用该涂料的自洁玻璃，本发明公开一种纳米TiO₂材料生产工艺及含有该方法制备的纳米TiO₂材料的自洁涂料及制作自洁玻璃的方法。

本发明实现纳米TiO₂材料的制备方法，该方法是在99.999%高纯氮气分四路，一路进入Ti(OR)₄气化器，携带Ti(OR)₄蒸汽进入主反应器，一路通过水气化器将水蒸气带入反应器中部，另两路分别进入反应器的混合段和水解反应段，混合段内的携带Ti(OR)₄氨气与冷氨气混合，形成Ti(OR)₄气溶胶颗粒，形成的Ti(OR)₄气溶胶颗粒在反应器的水解反应段与蒸汽混合发生水解反应，生成氮掺杂TiO₂超细颗粒构成钛醇盐气相水解反应制备纳米材料工艺方法的基础上实现的，该方法还包括以下工艺步骤：

⑴、生成氮掺杂TiO₂超细颗粒进入有两金属板构成的阴极和阳极并充有氩气的电场中，TiO₂在阴极靶上进行沉降；

⑵、电场中氩气在电场放电形成的氩离子冲击阴极靶表面，沉降在阴极靶上的TiO₂在阴极靶表面蒸发出；

⑶、蒸发出的TiO₂被惰性气体冷却而成为粒度在2-20nmTiO₂,粒径均匀的纳米TiO₂。

本发明实现一种含有上述纳米TiO₂材料的自洁涂料为，将上述制备的纳米TiO₂分散于的水性丙烯酸乳液中，制成重量比为含量为0.3%-5%TiO₂的耐沾污自洁涂料。

本发明实现一种使用上述自洁涂料制作的自洁玻璃的方法，该方法包括：

⑴、对玻璃表面进行去污、除尘处理：

⑵、常温下使用喷枪距离玻璃表面13-15CM，分别纵横喷涂个3次：

⑶、涂层厚度为2-4微米：