[发明专利]一种用于降解NO的自清洁双疏涂层及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于降解NO的自清洁双疏涂层及其制备方法，属于光催化降解NO领域。本发明的用于降解NO的自清洁双疏涂层的制备方法，采用简单喷涂的方法制备了一种可大面积使用的双疏涂层，针对双疏涂层的鲁棒性差的问题，引入高粘结强度的环氧树脂提高其耐久性能；二氧化钛纳米管具有优异的光催化活性和吸附效果，引入二氧化钛纳米管使得涂层具有优异的光催化降解NO性能；二氧化钛纳米管的一维结构有助于涂层表面纳米分级结构的构造，有利于超双疏表面的形成；针对涂层的紫外稳定性问题，引入纳米二氧化硅，避免了纳米二氧化钛纳米管产生强氧化性基团直接降解环氧树脂，提高了纳米二氧化钛的锚固作用，大大提高了涂层的紫外稳定性。

技术领域

本发明属于光催化降解NO领域，尤其是一种用于降解NO的自清洁双疏涂层及其制备方法。

背景技术

随着工业化的迅猛发展和汽车保有量的不断增加，空气污染问题日益加重，亟待解决。NO作为一种主要的空气污染物，对生态环境和人类的身体健康有着严重的破坏。为此，人们研发出了光催化降解NO材料，光催化技术作为一种绿色、稳定及高效的技术，备受瞩目。光催化涂层具有催化剂利用率高、经济性好及通用性强等优点，在空气净化领域备受青睐。其中负载纳米二氧化钛的光催化涂层就属于其中一种，纳米二氧化钛作为光催化剂使用，能够催化氧化空气中的绝大多数污染物，降解产物为无毒无害的小分子物质。目前，光催化降解NO涂层已有使用，但对光源要求较高，降解效率较低且耐久性能及可循环使用性能较差。氧化钨和二氧化钛的复合可以提高二氧化钛的光吸收性能，使得吸收区域红移，此外氧化钨可以促进电子和空穴的转移，降低复合率，进而提高其光催化活性。

光催化剂在降解空气污染物时，首先需要催化剂活性位点与污染物进行有效接触，而光催化涂层在使用过程中极易受到外界的污染，降低了活性位点与污染物接触的面积，极大影响了降解效率。将自清洁性能引入到光催化涂层中，不仅可以提高涂层的降解持久性，还可以提高涂层的耐久性，进一步提高涂层的使用性能。目前构造自清洁涂层的方法主要是构建超疏水和超亲水表面，其中超疏水表面易受油污污染；而超亲水表面易粘附一些无机细小颗粒，且催化产物及溶于水中的污染物易吸附在涂层表面，覆盖了活性位点。故两者都存在一定的弊端，难以支撑光催化涂层的长期使用。中国发明专利CN110183880A利用氟化SiO₂粒子和钝化的纳米二氧化钛颗粒制备了一种光催化超双疏涂料用来解决室内环境污染问题。但此种超双疏涂层的表面分层在使用过程中受外界机械作用而易破坏，进而降低超双疏涂层的耐久性，丧失超双疏特性。

发明内容

本发明的目的在于克服超双疏涂层受外界机械作用而易破坏的缺点，提供一种用于降解NO的自清洁双疏涂层及其制备方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种用于降解NO的自清洁双疏涂层的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、以重量份数计，将0.1-0.7份环氧树脂分散于18份无水乙醇中，搅拌直至溶解，再加入0.05-0.35份环氧固化剂和3-5份重量百分比为25wt％-28wt％的氨水，得到混合溶液；

将0.1-0.4份二氧化钛纳米管和0.1-0.4份的纳米二氧化硅加入到混合溶液中，之后混合均匀，得到悬浮液；

将0.01-0.05份正硅酸乙酯和0.05-0.25份的1H,1H,2H,2H-全氟十七烷三甲基氧硅烷加入悬浮液中，搅拌均匀，得到涂层的前驱体；

步骤二、将所述前驱体置于喷枪中，进行喷涂；

待喷涂涂层固化干燥后，得到用于降解NO的自清洁双疏涂层。

进一步的，在步骤一中，环氧树脂与无水乙醇的重量比为1：(44-220)。

进一步的，在步骤一中，所述纳米二氧化硅和二氧化钛纳米管的重量比为3：1、1：1和1：3。