[发明专利]一种纳米二氧化钛光催化溶胶的制备方法和应用方法

说明书

本发明公开了一种纳米二氧化钛光催化溶胶的制备方法和应用方法，涉及纳米涂料技术领域，其技术方案要点是一种纳米二氧化钛光催化溶胶，包括如下步骤：取锐钛型纳米二氧化钛粉体，加入无水乙醇，经过超声分散后，得到纳米二氧化钛光催化溶胶。本发明通过直接以纳米二氧化钛粉体为原料，经过超声分散后，制得分散性良好的纳米二氧化钛光催化溶胶，由于制备的过程未经过高温反应，不会发生相转化的情况，使得其能保持锐钛相，具有很好的光催化活性。

技术领域

本发明涉及纳米涂料技术领域，更具体的说，它涉及一种纳米二氧化钛光催化溶胶的制备方法和应用方法。

背景技术

二氧化钛是一种白色粉末状的两性氧化物，具有很好的紫外屏蔽作用；二氧化钛有三种晶型：板钛矿型、锐钛型和金红石型，其中锐钛型和金红石型是主要的两种晶型，金红石型二氧化钛比锐钛型二氧化钛稳定而致密，有较高的硬度、密度、介电常数及折射率；而锐钛型二氧化钛在可见光短波部分的反射率比金红石型二氧化钛高，带蓝色色调，并且对紫外线的吸收能力比金红石型低，光催化活性比金红石型高；当二氧化钛的颗粒尺寸达到纳米级别时，催化能力更好，在催化降解环境有机污染物方面有广泛的应用，针对锐钛型纳米二氧化钛的光催化的特性，人们利用其制成了光催化自洁净、抗菌材料，用于玻璃上，制得自洁净抗菌玻璃。传统的光催化溶胶是由钛的有机醇盐(如钛酸丁酯)为原料，在模板剂(如聚乙二醇)的作用下，采用有机溶剂为介质(如无水乙醇)先得到溶胶再转化为凝胶体，经干燥、焙烧制得。

现有技术中，授权公告号为CN1296303C的中国专利，公开了一种溶胶镀膜一步热处理法制备二氧化钛薄膜钢化自洁净玻璃，一种用于制造钢化抗菌自洁净玻璃的方法，以平板玻璃为基体，用二氧化钛前驱体溶胶凝胶法提拉或喷雾镀膜，并进行钢化处理获得具有光催化抗菌自洁性能的透明钢化玻璃制品，二氧化钛前驱体溶胶是使用钛酸丁酯或/和钛酸异丙酯，以乙醇或/和异丙醇作溶剂配制成，并加入了络合稳定剂，络合稳定剂是二乙醇胺，乙酰丙酮，二乙二醇中的一种或两种；玻璃基片用二氧化钛前驱体溶胶采用浸渍提拉法或喷雾法镀膜干燥后，直接将玻璃由室温放置到高温620～760℃中加热1～6分钟，然后使用强风吹，使其在2～5分钟内冷却到室温进行急冷钢化。

通过重复浸提，可以得到不同厚度的薄膜，以达到所需的抗菌效果，由于传统二氧化钛前驱体溶胶制备工艺简单且成本低，因此得到了较为广泛的应用；然而，传统的自洁抗菌玻璃上的薄膜是通过钛酸丁酯在高温条件下水解生成锐钛型二氧化钛纳米粒子，以起到抗菌的效果，而钛酸丁酯在高温水解的过程中，反应过程不易控制，并且在600℃的高温条件下，二氧化钛会发生相转化，由锐钛相变为金红石相，由于金红石型二氧化钛的光催化活性低于锐钛型二氧化钛，导致玻璃的抗菌洁净效果明显下降；此外，高温还会导致二氧化钛粒子出现团聚和生长，进一步降低其光催化灭菌活性。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种纳米二氧化钛光催化溶胶，其通过直接以纳米二氧化钛粉体为原料，经过超声分散后，制得分散性良好的纳米二氧化钛光催化溶胶，由于制备的过程未经过高温反应，不会发生相转化的情况，使得其能保持锐钛相，具有很好的光催化活性。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种纳米二氧化钛光催化溶胶，包括如下步骤：取锐钛型纳米二氧化钛粉体，加入无水乙醇，经过超声分散后，得到纳米二氧化钛光催化溶胶。

通过采用上述技术方案，本发明通过直接以纳米二氧化钛粉体为原料，经过超声分散后，制得分散性良好的纳米二氧化钛光催化溶胶，由于制备的过程未经过高温反应，不会发生相转化的情况，使得其能保持锐钛相，具有很好的光催化活性。

进一步地，锐钛型纳米二氧化钛粉体与无水乙醇的重量比为1:(10-30)。

通过采用上述技术方案，无水乙醇作为分散介质，可以提高纳米二氧化钛的分散性。

进一步地，超声分散的条件为：在功率为50-100W、频率为30-100kHz的条件下，处理10-20min。