CN100337927C - 一种纳米级二氧化钛的分散固定方法 - Google Patents
一种纳米级二氧化钛的分散固定方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种纳米级二氧化钛的分散固定方法。表层具有钛酸盐的粉体或基材，在酸性溶液环境下，表层钛酸盐分解成留下的二氧化钛和溶解在酸性溶液中的金属离子。本方法步骤包括：提供一表层具有钛酸盐的粉体或基材；将上述粉体或基材浸泡在酸性溶液中反应；再经固液分离程序分离出具有二氧化钛附着的粉体或基材，或在酸性溶液中分散纳米级二氧化钛。本发明能在固体表面或溶液中分散固定纳米级二氧化钛。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种纳米级二氧化钛的分散固定方法。
【背景技术】
二氧化钛对光有很好的散射效应，对紫外光有很好的吸收效果，因此对底材的遮盖率极佳。其最佳的平均粒径为200～300nm，当20～50nm时其遮盖率下降，则可以应用于防晒保养品。进一步将二氧化钛粒径降低至10nm以下，则开始呈现光催化效应。但是当二氧化钛粒径下降为纳米级尺寸时，其分散能力下降，而且不容易分散在所需固体表面或溶液中。
目前，纳米级二氧化钛固定在各种基材的常见方法，有直接烧结法和高分子接着法等。如图1所示，在陶瓷基材20表面涂布一层陶瓷缓冲层1，再于陶瓷缓冲层1表面涂布一层二氧化钛层3，通过烧结使二氧化钛层3固定在陶瓷基材20表面。但是上述直接烧结法进行烧结程序时，二氧化钛本身也会出现烧结现象，所以使其不具有纳米级尺寸。如图2所示，有机或无机基材30表面与二氧化钛层3之间通过高分子接着剂2接着固定。但是该高分子接着法，需要先将纳米级二氧化钛晶体分散在溶剂中，再涂布在有机或无机基材30上。所以，除要克服材料间的接着性外，获得高分散性的溶液也是难点。
有鉴于此，提供一种在固体表面和溶液中分散固定纳米级二氧化钛的方法实为必要。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种在固体表面和溶液中分散固定纳米级二氧化钛的方法。
为实现本发明目的，本发明提供一种纳米级二氧化钛的分散固定方法，其包括以下步骤：提供一表层具有钛酸盐的粉体或基材；将粉体或基材浸泡在酸性溶液中反应；再经固液分离程序分离出具有二氧化钛附着的粉体或基材，或在酸性溶液中分散纳米级二氧化钛。
与先前技术相比，本发明利用钛酸盐的粉体或基材在酸性溶液反应下生成金属离子和残留纳米级二氧化钛层的技术，使本发明制备的纳米级二氧化钛层具有与基材间较强的键结性和因为先前钛酸盐晶格结构所提供的分散性的优点。
【附图说明】
图1是现有技术直接烧结法示意图。
图2是现有技术有机接着法示意图。
图3是钛酸盐粉体制作纳米级二氧化钛层示意图。
图4是钛酸盐基材制作纳米级二氧化钛层示意图。
图5是无机或有机基材上镀钛酸盐薄膜示意图。
图6是无机或有机基材上形成二氧化钛层示意图。
【具体实施方式】
如图3所示，为本发明第一实施例，其步骤如下：
提供一粉体4，该粉体为钛酸盐粉体或表层含有钛酸盐的粉体。表层含有钛酸盐的粉体其表面所含钛酸盐层厚度不限，优选为大于20nm。
将粉体4浸泡在适当的酸溶液中进行反应，在粉体4表面均匀形成纳米级二氧化钛层13。
在常温常压下，酸性溶液环境中，钛酸盐与酸反应，生成二氧化钛、金属离子和水，其反应如下：ATiO3+2H+＝TiO2+A2++H2O，A可以为钡、锶、铅等金属。钛酸盐溶解出金属离子和二氧化钛，因为二氧化钛的溶解pH值约1～2，所以反应后金属离子溶解，而在粉体4表面均匀形成纳米级二氧化钛层13，其厚度约为几个二氧化钛结晶结构的厚度。上述酸溶液可以为醋酸、盐酸、柠檬酸或硫酸等。但是，因酸性溶液的种类、温度或压力等环境不同时，形成二氧化钛层的厚度也有所不同。
再经固液分离程序，分离出具有二氧化钛附着的粉体。该粉体可以应用在任何材料表面。另外，酸溶液中也分散含有纳米级二氧化钛。
如图4所示，为本发明第二实施例，其步骤如下：
提供一钛酸盐基材40。
以传统的烧结技术，将钛酸盐基材40表面进行烧结。
再以适当的酸性溶液进行表面溶解，钛酸盐基材40表面溶解出金属离子和形成纳米级二氧化钛层23。该酸溶液可以为醋酸、盐酸、柠檬酸或硫酸等。因为二氧化钛的溶解pH值约1～2，所以反应后金属离子溶解，而在钛酸盐基材40表面均匀生成纳米级二氧化钛层23。从而，可以在钛酸盐基材表面制作纳米级的二氧化钛层23。该二氧化钛层23是利用先前结晶结构的限制而达到分散固定的效果，其厚度约为几个二氧化钛结晶结构的厚度。
如图5和图6所示，为本发明第三实施例，其步骤如下：
提供一无机或有机基材50。
在无机或有机基材50表面形成钛酸盐薄膜14；
以适当的酸性溶液在钛酸盐薄膜14进行表面溶解，钛酸盐薄膜14溶解出金属离子和形成纳米级二氧化钛层33。该酸溶液可以为醋酸、盐酸、柠檬酸或硫酸等。因为二氧化钛的溶解pH值约1～2，所以反应后金属离子溶解，而在无机或有机基材50表面均匀生成纳米级二氧化钛层33，其厚度约为几个二氧化钛结晶结构的厚度。经上述酸反应技术完全或部分反应，产生具固定位置的纳米级二氧化钛层33。
另外，上述三个实施例以外，任何其表面含有大于20nm厚度的钛酸盐的材料都可以应用本发明的技术制备在其表面分散固定纳米级二氧化钛的材料。
Claims (10)
1.一种纳米级二氧化钛的分散固定方法，包括下列步骤：
提供一粉体，其含有钛酸盐；
将上述粉体浸泡在酸溶液中进行反应；
经固液分离程序，分离出具有二氧化钛附着的粉体。
2.如权利要求1所述的纳米级二氧化钛的分散固定方法，其特征在于钛酸盐厚度大于20nm。
3.如权利要求1所述的纳米级二氧化钛的分散固定方法，其特征在于酸溶液为醋酸、盐酸、柠檬酸或硫酸。
4.如权利要求1所述的纳米级二氧化钛的分散固定方法，其特征在于二氧化钛厚度为几个二氧化钛结晶结构的厚度。
5.一种纳米级二氧化钛的分散固定方法，包括下列步骤：
提供一钛酸盐基材；
以烧结技术，将钛酸盐基材表面进行烧结；
再以适当的酸性溶液进行表面溶解，钛酸盐基材表面溶解出金属离子并形成纳米级二氧化钛层。
6.如权利要求5所述的纳米级二氧化钛的分散固定方法，其特征在于酸溶液为醋酸、盐酸、柠檬酸或硫酸。
7.如权利要求5所述的纳米级二氧化钛的分散固定方法，其特征在于二氧化钛层厚度为几个二氧化钛结晶结构的厚度。
8.一种纳米级二氧化钛的分散固定方法，包括下列步骤：
提供一无机或有机基材；
在无机或有机基材表面上形成钛酸盐薄膜；
再以适当的酸性溶液在钛酸盐薄膜进行表面溶解，钛酸盐薄膜溶解出金属离子并形成纳米级二氧化钛层。
9.如权利要求8所述的纳米级二氧化钛的分散固定方法，其特征在于酸溶液为醋酸、盐酸、柠檬酸或硫酸。
10.如权利要求8所述的纳米级二氧化钛的分散固定方法，其特征在于二氧化钛层厚度为几个二氧化钛结晶结构的厚度。
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