[发明专利]一种碳纳米管负载二氧化钛罩面涂料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种碳纳米管负载二氧化钛罩面涂料的制备方法，应用在涂料领域里。

背景技术

在紫外吸收范围内，二氧化钛具有光催化活性，其原理是二氧化钛被光辐射时将有一个电子从价带激发到导带，同时在价带中产生一个空穴，这样产生的空穴是良好的氧化剂，多数光催化剂都是利用了空穴的氧化能力，而迁移到光催化剂表面的电子是良好的还原剂。将光催化剂使用在涂料中，利用其氧化还原能力，可降解空气中的污染有机气体。

尽管光催化二氧化钛TiO2具有反应条件温和、降解完全、无二次污染等优点，但在应用领域内仍有较大的有待改善的空间。如，普通光催化二氧化钛在紫外光激发后将产生电子和空穴的分离，但其中绝大部分的光生电子在迁移至催化剂表面前都和空穴重新复合，吸收的紫外光能量则以热量或荧光的方式损失掉，因此导致二氧化钛的光催化效率低下。

碳纳米管(CNT)是一维纳米材料，因其优异的力学、电学和化学性能，加上其特殊的化学结构，这些年在各个领域的应用越来越广泛。碳纳米管具有独特的中空结构、比表面积大、吸附能力强，是理想的催化剂载体，碳纳米管和二氧化钛的复合可以使二氧化钛的吸收范围产生蓝移，提高其光催化能力。

现有技术中虽然也有碳纳米管负载二氧化钛催化剂的制备方法，如200910184188.9和201310584415.3，其对碳纳米管的溶解方式采用的是硝酸溶解法，用该方法生产的产物碳纳米管负载二氧化钛催化剂呈酸性，当其作为漆面的罩面，其酸性会破坏原有的漆面，因此不适合作为罩面使用。另外，现有的制备工艺中所制备出的终产物为固态粉末，其不能够直接涂抹在漆面表面作为涂层使用，主要用于污水方面的处理，而不适用于有机污染气体的处理。

因此提供一种能直接应用于外墙罩面的碳纳米管负载二氧化钛罩面涂料的制备方法己成为当务之亟。

发明内容

本发明提供一种碳纳米管负载二氧化钛罩面涂料的制备方法，其克服了现有工艺制备的碳纳米管负载二氧化钛催化剂无法直接应用于外墙罩面的缺点，具有能够适用于并能直接用于外墙罩面进行施工的优点。

本发明的技术方案如下：

一种碳纳米管负载二氧化钛罩面涂料的制备方法，其包括以下步骤：以下均为重量份，

(1)将15-18份钛源和63-66份乙醇加入到分散容器中，在350-550rpm的转速下分散8-12min，接着在350-550rpm的转速下，加入17-21份氨水，调整转速至800-1200rpm，分散25-35min，待氨气完全挥发后，离心取沉淀物，将其干燥待用；

(2)调整转速至350-550rpm，在分散容器中依次添加44-52份水和25-32份双氧水，提高温度至50-65℃，加入7-10份的步骤(1)制得的沉淀物按分2次以上加入，之后分散0.5-2h，添加7-10份氨水和3-8份碳纳米管，在350-550rpm的转速下反应0.5-1.5h，超声分散25-35min，之后静置，待氨气完全挥发后，即得碳纳米管负载二氧化钛罩面涂料；

其中，所述钛源为四氯化钛或钛酸四丁酯。

一般来说，碳纳米管是基本不溶于水的。本申请采用的是过量氨水和超声的方式溶解碳纳米管。碳纳米管的表面存在大量的羧基和羟基，与钛源在形成二氧化钛的过程中产生的羟基，该二者间通过氨基-羟基、羟基-羟基间的氢键作用继续物理吸附使得碳纳米管负载到二氧化钛上，而其化学结构上并没有发生变化。因此，本申请的工艺中取代了现有制备工艺中对碳纳米管的溶解所采用的酸溶解的方式，使得本申请所制备出的碳纳米管负载二氧化钛罩面涂料可以直接用于漆面，而不会对漆面造成破会。同时由于所制备的碳纳米管负载二氧化钛罩面涂料为液体状，因此可以直接涂抹于漆面作为罩面涂层，其使用较现有工艺所制备的固态的光催化二氧化钛使用更加方便、快捷，更加适用于有机污染空气的降解。

所述的碳纳米管负载二氧化钛罩面涂料的制备方法，其包括以下步骤：以下均为重量份，

(1)将16份钛源和65份乙醇加入到分散容器中，在450rpm的转速下分散10min，接着在450rpm的转速下，加入19份氨水，调整转速至1200rpm，分散35min，待氨气完全挥发后，离心取沉淀物，将其干燥待用；

(2)调整转速至550rpm，在分散容器中依次添加48份水和32份双氧水，提高温度至65℃，加入10份的步骤(1)制得的沉淀物按分2次以上加入，之后分散1h，添加7份氨水和3份碳纳米管，在550rpm的转速下反应1h，超声分散30min，之后静置，待氨气完全挥发后，即得碳纳米管负载二氧化钛罩面涂料。