CN101519276A - 一种光催化自洁纳米二氧化钛搪瓷基板及其制备方法 - Google Patents
一种光催化自洁纳米二氧化钛搪瓷基板及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种光催化自洁纳米二氧化钛搪瓷基板及其制备方法。原料的化学组成重量百分比为：SiO2：35.0～68.0％、Al2O3：0.5～3.0％、B2O3：10.0～20.0％、TiO2：12.0～20.0％、K2O：1.0～5.0％、Na2O：5.0～12.0％、Na2SiF6：3.0～8.0％、P2O5：1.0～3.0％。制备方法，包括将原料混合、熔化、淬冷、烘干制得搪瓷熔块；再将搪瓷熔块与纳米二氧化钛等混合、研磨、过筛得搪瓷釉；再对除锈处理的钢板进行涂搪瓷釉，可得具有优良的光催化性能和化学稳定性的光催化自洁纳米二氧化钛搪瓷基板，且制备工艺简单，生产成本低。
Description
技术领域
本发明属搪瓷制作，特别是涉及一种光催化自洁纳米二氧化钛搪瓷基板及其制备方法。
背景技术
自1972年发现二氧化钛具有光催化性能以来，由于具有高的光催化性能、优良的化学稳定性、成本低和无毒性等优点，已广泛用于污染物降解、杀菌和环境保护等。
二氧化钛在紫外光或阳光中紫外线照射下，会产生较多的自由电子，自由基和空穴，它们有很好地氧化还原能力，能杀菌、降解有机物，消除汽车尾气中或空气中的氮氧化物、硫化物、一氧化碳等，也可降解废水中的有机物。二氧化钛自身对人体无毒无害、耐碱耐酸，是环境友好材料。
目前，钢板搪瓷已广泛用于建筑物的内外装饰、地铁车站的装饰、底下隧道的装饰，以及搪瓷热水器和搪瓷容器等，如果它们具有光催化自洁性能不仅可以减少清洁时的工作强度，而且还利于环境清洁和环境保护。但至今还未见有关将纳米二氧化钛磨加到搪瓷釉料中去，制备具有光催化自洁性能的搪瓷报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有光催化自洁性能的纳米二氧化钛搪瓷基板及其制备方法。
本发明的技术原理
本发明以二氧化钛作为乳白剂的搪瓷材料，因搪瓷釉层含有大量二氧化钛微晶体，本身就具有一定的光催化性能，再加上在搪瓷釉料中磨加一定量的纳米二氧化钛，紫外线照射下，会产生更多的氧化性极强的羟自由基(.OH)，它们有很好的氧化还原能力，大大增加了其光催化性能，降解的有机污染物(包括三氯甲烷和四氯化碳等)分解为CO2、H2O和无机矿化物，达到催化自洁的效果。
本发明的技术方案
一种光催化自洁纳米二氧化钛搪瓷基板，其特征在于原料的化学组成重量百分比为：
SiO2：35.0～68.0％
Al2O3：0.5～3.0％
B2O3：10.0～20.0％
TiO2：12.0～20.0％
K2O：1.0～5.0％
Na2O：5.0～12.0％
Na2SiF6：3.0～8.0％
P2O5：1.0～3.0％
一种光催化自洁纳米二氧化钛搪瓷基板的制备方法，包括如下步骤：
(1)、选用原料的化学组成的重量百分比为：SiO2 35.0～68.0％、Al2O30.5～3.0％、B2O3 10.0～20.0％、TiO2 12.0～20.0％、K2O 1.0～5.0％、Na2O 5.0～12.0％、Na2SiF6 3.0～8.0％、P2O5 1.0～3.0％；
按上述化学组成，将各种成分换算成石英，长石，硼砂，二氧化钛，纯碱，冰晶，磷酸二氢钠等原料，称量混合，放入坩埚中，在1200～1300℃下进行熔化，熔化好后投入自来水中淬冷，捞出于120℃烘干制得搪瓷熔块；
(2)、将步骤(1)获得的搪瓷熔块与纳米二氧化钛、粘土、碳酸钾和去离子水按相对重量比为：搪瓷熔块100，纳米二氧化钛3～20，粘土5～7，碳酸钾0.1～0.5，去离子水45～55混合，之后球磨、研磨1～2个小时后，过80目筛制得搪瓷釉；
(3)、取1～3mm厚的钢板或铸铁，采用5～10％的HCl或H2SO4和8wt％的工业肥皂粉溶液进行除锈和除油污处理，烘干；
再将步骤(2)获得的搪瓷釉用浸搪方式对钢板涂搪瓷釉，然后在80～100℃烘箱中烘干，再在840～860℃的马弗炉中烧制得光催化自洁纳米二氧化钛搪瓷基板；
(4)、重复(3)程序可以制得多层含纳米二氧化钛的光催化自洁搪瓷基板。
本发明的技术效果
本发明的光催化自洁纳米二氧化钛搪瓷基板具有催化能力强和化学性能稳定的特点，且制备工艺简单，生产成本低。。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明，但并不限制本发明。
实施例1
一种用于光催化自洁性能的搪瓷基板。其原料的化学组成见下表
(1)根据上述的原料组成SiO2 40，Al2O3 1，B2O3 16，TiO2 20，K2O3，Na2O 10，Na2SiF6 8，P2O5 2，将各种成分换算成石英，长石，硼砂，二氧化钛，纯碱，冰晶，磷酸二氢钠等原料，称量混合，放入坩埚中，在1250℃下进行熔化，熔化好后投入自来水中淬冷，捞出于120℃烘干制得搪瓷熔块。
(2)将上述步骤(1)获得的搪瓷熔块按下表组成进行混合，然后球磨、研磨1～2个小时，最后过80目筛得搪瓷釉备用。
(3)取100*100*2mm的钢板或铸铁，用10％的HCl和8wt％的工业肥皂粉溶液进行除锈和除油污处理，烘干备用。
将步骤(2)获得的搪瓷釉用浸搪方式对钢板涂搪瓷釉，然后在80℃烘干，在840℃烧制得搪瓷基板。
采用甲基醇作为搪瓷基板的模拟污染物，在365纳米低压汞灯紫外光的照射下，12h照射后，搪瓷基板对甲基醇的催化降解率达到90％，24h照射后搪瓷基板对甲基醇的催化降解率达到98％。
实施例2
一种用于光催化自洁性能的搪瓷基板。其原料的化学组成见下表
(1)、根据该配方组成SiO2 42，Al2O3 1，B2O3 14，TiO2 19，K2O3，Na2O 11，Na2SiF6 7，P2O5 3，将各种成分换算成石英，长石，硼砂，二氧化钛，纯碱，冰晶，磷酸二氢钠等原料，称量混合，放入坩埚中，在1250℃下进行熔化，熔化好后投入自来水中淬冷，捞出于120℃烘干制得搪瓷熔块。
(2)、将步骤(1)得到的搪瓷熔块按下表组成进行混合，然后球磨、研磨1～2个小时，最后过80目筛备用。
(3)、取100*100*2mm的钢板或铸铁，10％的H2SO4和8wt％的工业肥皂粉溶液进行除锈和除油污处理，烘干备用。
将步骤(2)获得的搪瓷釉用浸搪方式对钢板涂搪瓷釉，然后在80℃烘干，在860℃烧制得搪瓷基板。
采用甲基醇作为搪瓷基板的模拟污染物，在365纳米低压汞灯紫外光的照射下，12h照射后，搪瓷基板对甲基醇的催化降解率达到90％，24h照射后搪瓷基板对甲基醇的催化降解率达到95％。
Claims (2)
1、一种光催化自洁纳米二氧化钛搪瓷基板，其特征在于原料的化学组成重量百分比为：
SiO2：35.0～68.0％
Al2O3：0.5～3.0％
B2O3：10.0～20.0％
TiO2：12.0～20.0％
K2O：1.0～5.0％
Na2O：5.0～12.0％
Na2SiF6：3.0～8.0％
P2O5：1.0～3.0％
2、如权利要求1所述的一种光催化自洁纳米二氧化钛搪瓷基板的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)、选用原料的化学组成的重量百分比为：SiO2 35.0～68.0％、Al2O30.5～3.0％、B2O3 10.0～20.0％、TiO2 12.0～20.0％、K2O 1.0～5.0％、Na2O5 0～12.0％、Na2SiF6 3.0～8.0％、P2O5 1.0～3.0％；
按上述化学组成，将各种成分换算成石英，长石，硼砂，二氧化钛，纯碱，冰晶，磷酸二氢钠等原料，称量混合，放入坩埚中，在1200～1300℃下进行熔化，熔化好后投入自来水中淬冷，捞出于120℃烘干制得搪瓷熔块；
(2)、将步骤(1)获得的搪瓷熔块与纳米二氧化钛、粘土、碳酸钾和去离子水按相对重量比为：搪瓷熔块100，纳米二氧化钛3～20，粘土5～7，碳酸钾0.1～0.5，去离子水45～55混合，之后球磨、研磨1～2个小时后，过80目筛制得搪瓷釉；
(3)、取钢板或铸铁，采用5～10％的HCl或H2SO4和8wt％的工业肥皂粉溶液进行除锈和除油污处理，烘干；
再将步骤(2)获得的搪瓷釉用浸搪方式对钢板涂搪瓷釉，然后在80～100℃烘箱中烘干，再在840～860℃的马弗炉中烧制得搪瓷基板；
(4)、重复步骤(3)程序可以制得多层含纳米二氧化钛的光催化自洁搪瓷基板。
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