[发明专利]二氧化钛光催化自洁陶瓷及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及二氧化钛光催化自洁陶瓷及其制备方法。

背景技术

陶瓷制品是广泛使用的建筑装饰材料，但由于工业的发展、汽车尾气的排放等原因空气污染致使传统陶瓷制品在使用过程中，表现逐渐沉积各种污染物而渐渐变暗、变脏而影响装饰效果。需要花费大量的人力、物力进行清洗。

光催化技术是近几十年国内外最活跃的研究热点之一，美国环境保护局(EPA)已将光催化技术列为最有前景的环保高新技术。光催化降解的基本原理是：半导体催化剂在紫外光的照射下，其价带上的电子被激发到导带上，形成电子-空穴对，在水中生成包括羟基自由基、氧自由基等活性氧物种(ROS)，从而具有强氧化还原能力。二氧化钛光催化剂因具有催化活性高、化学性质稳定、成本低、无毒的特点而被广泛研究。二氧化钛纳米结构(如纳米粒子、纳米膜、纳米管、纳米棒等)因具有优异光催化活性，更受到关注。在此结构基础上，通过对二氧化钛负载一些贵金属或者掺杂一些无机元素，可以使二氧化钛光催化剂的光催化降解污染物活性大大提高。

基于膜分离技术和光催化技术的优缺点，用无机光催化复合膜，将光催化和膜分离两个彼此相互独立的单元操作合并为一个单元操作，具有光催化分解与膜分离一体化的功能。

专利CN1336352A公开了一种二氧化钛光催化自洁陶瓷及其制备方法，其在陶瓷本体上或陶瓷制成品的釉面上紧密复合有由纳米二氧化钛为主要成分的光催化薄膜和低温釉,将石英、石灰石、硼砂、氧化锌和锆英石混合烧成低温熔块釉,然后将高岭土、水和粘合剂混合均匀制成釉浆,采用已有施釉、烧成工艺和设备烧制到陶瓷本体上或陶瓷制成品的釉面上,将二氧化钛溶胶负载到陶瓷釉面,烧制成所需的二氧化钛光催化自洁陶瓷。但该方法制备的二氧化钛光催化自洁陶瓷中的二氧化钛的耐久性较低，且容易中毒失活，影响其使用寿命。

发明内容

针对上述所述的二氧化钛光催化自洁陶瓷中的二氧化钛的耐久性较低，且容易中毒失活的问题，本发米提供了一种既可保持传统陶瓷细腻光洁的表观特性又能自动去污、持久保持清洁美的二氧化钛光催化自洁陶瓷及其制备方法。

本发明提供的技术方案是：一种二氧化钛光催化自洁陶瓷，包括陶瓷本体或陶瓷制成品，在陶瓷本体上或陶瓷制成品的釉面上紧密复合有由纳米二氧化钛为主要成分的光催化薄膜和低温釉，低温釉的釉料配方按质量份计为：为石英25-30份、石灰石4-5份、硼砂28-30份、氧化锌8-10份、锆英石5-8份。

其中，石英的质量份例如25份、26份、27份、28份、29份或30份等。

石灰石的质量份例如4份、4.2份、4.4份、4.6份、4.8份或5份等。

硼砂的质量份例如28份、28.3份、28.5份、28.7份或30份等。

氧化锌的质量份例如8份、8.3份、8.5份、8.7份、9份、9.3份、9.5份、9.7份或10份等。

锆英石的质量份例如5份、5.3份、5.5份、5.7份、6份、6.3份、6.5份、6.7份、7份、7.3份、7.5份、7.7份或8份等。

将上述组份混合烧成温度为950-1000℃的低温熔块釉，以上述熔块92-96份、高岭土4-8份，加50-100份水、0-2份水溶性有机聚合物粘合剂(均为质量份数)混合均匀制成釉浆，采用已有施釉、烧成工艺和设备烧制到陶瓷本体上或陶瓷制成品的釉面上。所得釉面光滑、细腻、温润、美观，呈米黄色，微透明，耐酸碱，抗拉磨。

其中，烧成温度为950-1000℃，例如950℃、960℃、970℃、980℃、990℃或1000℃等。

低温熔块的质量份例如92份、93份、94份、95份或96份等。

高岭土的质量份例如4份、5份、6份、7份或8份等。

水的质量份例如50份、55份、60份、65份、70份、75份、80份、85份、90份、95份或100份等。

水溶性有机聚合物粘合剂的质量份例如0份、0.5份、1份、1.5份或2份等。

上述光催化薄膜是以以下原料按质量份计制备得到：

钛酸脂40-60份

低碳醇溶液10-20份

似长石材料40-60份。

其中，钛酸酯的质量份例如40份、43份、45份、47份、50份、53份、57份或60份等。

低碳醇溶液的质量份例如10份、12份、14份、16份、18份或20份等。

似长石材料的质量份例如40份、43份、45份、47份、50份、53份、57份或60份等。