[发明专利]光催化水泥基复合材料、制备方法及其应用

权利要求书

1.一种光催化水泥基复合材料，其特征在于，包括水泥基体以及涂覆于所述水泥基体外表面的光催化剂复合粉体，所述光催化剂复合粉体包括粘结剂以及光催化剂纳米粉体，所述光催化剂纳米粉体与所述粘结剂的质量比为0.01～0.1，所述光催化剂纳米粉体为纳米二氧化钛、纳米氧化锌或纳米三氧化二铁中的一种，所述粘结剂为脂肪酸、有机硅表面活性剂、石蜡、橡胶或水溶性树脂乳液中的一种。

2.根据权利要求1所述的光催化水泥基复合材料，其特征在于，所述水泥基体为硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥或复合硅酸盐水泥中的一种。

3.根据权利要求2所述的光催化水泥基复合材料，其特征在于，所述粘结剂与所述光催化剂纳米粉体的用量均为1～5g/m³。

4.根据权利要求2所述的光催化水泥基复合材料，其特征在于，所述有机硅表面活性剂为甲基硅醇钠、乙基硅醇钠或聚乙基羟基硅氧烷中的一种。

5.一种光催化水泥基复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

水泥基体制备：将水泥与自来水进行搅拌均匀后，倒入到模具中进行震实，用保鲜膜覆盖24h后进行脱模，在水中养护后得到所述水泥基体；

光催化剂乳液制备：将光催化剂纳米粉体加入到粘结剂中，经搅拌后进行超声分散得到所述光催化剂乳液；

光催化剂纳米粉体层旋涂：将所述水泥基体进行表面润湿，将所述光催化剂乳液滴加在所述水泥基体表面，在旋涂机上进行旋涂以使得所述光催化剂乳液均匀涂覆在水泥基体表面；

光催化剂层干燥：将旋涂有所述光催化剂乳液的所述水泥基体在烘箱中进行干燥，得到所述光催化水泥基复合材料。

6.根据权利要求5所述的光催化水泥基复合材料的制备方法，其特征在于，在所述水泥基体制备的步骤中，加入的自来水与水泥的质量比范围为0.05～0.5，加入的水泥为硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥或复合硅酸盐水泥，所述模具的直径为10cm，在水中养护的时间为1～28天。

7.根据权利要求5所述的光催化水泥基复合材料的制备方法，其特征在于，在所述光催化剂乳液制备的步骤中，所述光催化剂纳米粉体为纳米二氧化钛、纳米氧化锌或纳米三氧化二铁中的一种，所述粘结剂为脂肪酸、有机硅表面活性剂、石蜡、橡胶或水溶性树脂乳液中的一种，所述粘结剂与所述光催化剂纳米粉体的用量均为1～5g/m³，进行超声分散的超声频率范围为60～100Hz，超声分散的时间为5～15min。

8.根据权利要求5所述的光催化水泥基复合材料的制备方法，其特征在于，在所述光催化剂纳米粉体层旋涂的步骤中，进行旋涂时的旋转速率为700～1500rpm，旋涂时间为0.5～2min。

9.根据权利要求5所述的光催化水泥基复合材料的制备方法，其特征在于，在所述光催化剂层干燥的步骤中，在烘箱中进行干燥的温度范围为40℃～80℃，进行干燥的时间为15～60min。

10.一种光催化水泥基复合材料的应用，其特征在于，应用如上述权利要求1至4任意一项所述的光催化水泥基复合材料对有机污染物进行光催化降解，所述有机污染物为罗丹明B、甲基橙或甲基蓝。