[发明专利]一种光触媒抗菌陶瓷釉料及其制备方法、轻质陶瓷砖

说明书

本发明属于抗菌陶瓷材料技术领域，具体公开了一种光触媒抗菌陶瓷釉料及其制备方法、轻质陶瓷砖。一种光触媒抗菌陶瓷釉料，该光触媒抗菌陶瓷釉料中含有复合光催化剂，复合光催化剂包括第一光催化剂和第二光催化剂，第一光催化剂包裹第二光催化剂；第一光催化剂包括二氧化钛；第二光催化剂包括氧化锌、氮化硅、二氧化锡中的至少一种。本发明利用化学稳定性较高的第一催化剂包裹高温中易氧化和损耗的第二光催化剂，以有效保持第二光催化剂的光催化性能；第一光催化剂与第二光催化剂在高温煅烧过程中，形成异质结，将第一光催化剂的光响应范围由紫外光光区拓展至可见光光区，大大拓宽了抗菌陶瓷釉料的使用范围，同时增强抗菌效果。

技术领域

本发明属于抗菌陶瓷材料技术领域，具体涉及一种光触媒抗菌陶瓷釉料及其制备方法、轻质陶瓷砖。

背景技术

光触媒是一类具有光催化功能的光半导体材料的总称，是治理环境污染的材料之一。光触媒在光的照射下，会产生类似光合作用的光催化反应，产生出氧化能力极强的自由氢氧基和活性氧，具有很强的光氧化还原功能，可氧化分解各种有机化合物和部分无机物，能破坏细菌的细胞膜和固化病毒的蛋白质，可杀灭细菌和分解有机污染物，把有机污染物分解成无污染的水和二氧化碳，因而具有极强的杀菌、除臭、防霉、防污自洁、净化空气功能。

目前，具有光催化功能的光半导体材料——光催化剂，按耐高温性可分为两类：一类为以纳米二氧化钛为代表耐高温光催化剂；另一类为不耐高温的光催化剂。以上两类光催化剂应用于陶瓷制品时，因陶瓷制品均需均高温烧成，纳米二氧化钛在高温时易发生晶型转变，使其光响应范围变窄，仅能在紫外光照射时才能发挥抗菌功效；不耐高温的光催化剂则容易在高温中氧化，并在煅烧过程中产生损耗。因此，现有的光催化剂应用于陶瓷制品均受到一定的限制，无法发挥较佳的抗菌效果。此外，部分光催化剂自身具有一定的颜色，在应用于陶瓷釉料中时会影响其装饰效果，限制其光催化剂的应用范围。

因此，亟需研发一种光触媒抗菌陶瓷釉料，使之在高温煅烧后，仍可保持其良好的抗菌功能且不影响釉料的装饰效果。

发明内容

本发明提出一种光触媒抗菌陶瓷釉料及其制备方法、轻质陶瓷砖，以解决现有技术中存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

为克服上述技术问题，本发明的第一个技术方案是，提供了一种光触媒抗菌陶瓷釉料。

具体地，一种光触媒抗菌陶瓷釉料，所述光触媒抗菌陶瓷釉料中含有复合光催化剂，所述复合光催化剂包括第一光催化剂和第二光催化剂，所述第一光催化剂包裹所述第二光催化剂；

所述第一光催化剂包括二氧化钛；第二光催化剂包括氧化锌、氮化硅、二氧化锡中的至少一种。

本发明通过在陶瓷釉料中添加复合光催化剂，所述复合光催化剂包括第一光催化剂和第二光催化剂，且所述复合光催化剂具有核壳结构，第一光催化剂为壳，第二光催化剂为核，所述第一光催化剂包裹所述第二光催化剂。其中：第一光催化剂二氧化钛在煅烧至900℃以上时，将由锐钛矿晶型转变为金红石晶型，虽然金红石型二氧化钛化学稳定性较高，但光响应范围变窄，无法在可见光光区进行光催化响应，只能在紫外线照射时，其内部由于吸收光能而激发产生电子·空穴对，即光生载流子，然后迅速迁移到其表面并激活被吸附的氧和水分，产生活性自由氢氧基(·OH)和活性氧(·O)，当污染物以及细菌吸附其表面时，就会发生链式降解反应，以达到杀菌的功效；第二光催化剂氧化锌、氮化硅、二氧化锡则在高温中易氧化和损耗。本发明利用化学稳定性较高的第一催化剂包裹高温中易氧化和损耗的第二光催化剂，一方面可有效保持第二光催化剂的光催化性能，另一方面，第一光催化剂与第二光催化剂在高温煅烧过程中，形成异质结，将第一光催化剂的光响应范围由紫外光光区拓展至可见光光区，大大拓宽了抗菌陶瓷釉料的使用范围。同时，第一光催化剂与第二光催化剂共同作用，可大幅度提升陶瓷釉料的光催化性能，进而增强抗菌效果。

作为上述方案的进一步改进，所述第二光催化剂的粒径为5-30nm。