CN107139298A - 一种竹材表面负载纳米二氧化钛材料的制造方法 - Google Patents
一种竹材表面负载纳米二氧化钛材料的制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107139298A CN107139298A CN201710443232.8A CN201710443232A CN107139298A CN 107139298 A CN107139298 A CN 107139298A CN 201710443232 A CN201710443232 A CN 201710443232A CN 107139298 A CN107139298 A CN 107139298A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- nano
- bamboo
- titanium dioxide
- tio
- aqueous solution
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 235000017166 Bambusa arundinacea Nutrition 0.000 title claims abstract description 89
- 235000017491 Bambusa tulda Nutrition 0.000 title claims abstract description 89
- 241001330002 Bambuseae Species 0.000 title claims abstract description 89
- 235000015334 Phyllostachys viridis Nutrition 0.000 title claims abstract description 89
- 239000011425 bamboo Substances 0.000 title claims abstract description 89
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 40
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);titanium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Ti+4] SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 28
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims abstract description 56
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 43
- 230000005495 cold plasma Effects 0.000 claims abstract description 22
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 20
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 claims abstract description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims description 17
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 15
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 7
- AGBXYHCHUYARJY-UHFFFAOYSA-N 2-phenylethenesulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)C=CC1=CC=CC=C1 AGBXYHCHUYARJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- MAGFQRLKWCCTQJ-UHFFFAOYSA-N 4-ethenylbenzenesulfonic acid Chemical class OS(=O)(=O)C1=CC=C(C=C)C=C1 MAGFQRLKWCCTQJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 claims description 4
- 230000008676 import Effects 0.000 claims description 4
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 4
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 claims description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 4
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims description 2
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 abstract description 11
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- HGWOWDFNMKCVLG-UHFFFAOYSA-N [O--].[O--].[Ti+4].[Ti+4] Chemical compound [O--].[O--].[Ti+4].[Ti+4] HGWOWDFNMKCVLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 5
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 5
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 5
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 4
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 3
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920001807 Urea-formaldehyde Polymers 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 210000002381 plasma Anatomy 0.000 description 2
- ODGAOXROABLFNM-UHFFFAOYSA-N polynoxylin Chemical compound O=C.NC(N)=O ODGAOXROABLFNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 2
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 2
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 230000003260 anti-sepsis Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- FPCJKVGGYOAWIZ-UHFFFAOYSA-N butan-1-ol;titanium Chemical compound [Ti].CCCCO.CCCCO.CCCCO.CCCCO FPCJKVGGYOAWIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000005034 decoration Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000009408 flooring Methods 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 238000007539 photo-oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013033 photocatalytic degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006303 photolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- ZWYDDDAMNQQZHD-UHFFFAOYSA-L titanium(ii) chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ti+2] ZWYDDDAMNQQZHD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
- B27K—PROCESSES, APPARATUS OR SELECTION OF SUBSTANCES FOR IMPREGNATING, STAINING, DYEING, BLEACHING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS, OR TREATING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS WITH PERMEANT LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CHEMICAL OR PHYSICAL TREATMENT OF CORK, CANE, REED, STRAW OR SIMILAR MATERIALS
- B27K9/00—Chemical or physical treatment of reed, straw, or similar material
- B27K9/002—Cane, bamboo
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
- B01D53/8668—Removing organic compounds not provided for in B01D53/8603 - B01D53/8665
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
- B01J21/06—Silicon, titanium, zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
- B01J21/063—Titanium; Oxides or hydroxides thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J35/39—Photocatalytic properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
- B27K—PROCESSES, APPARATUS OR SELECTION OF SUBSTANCES FOR IMPREGNATING, STAINING, DYEING, BLEACHING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS, OR TREATING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS WITH PERMEANT LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CHEMICAL OR PHYSICAL TREATMENT OF CORK, CANE, REED, STRAW OR SIMILAR MATERIALS
- B27K3/00—Impregnating wood, e.g. impregnation pretreatment, for example puncturing; Wood impregnation aids not directly involved in the impregnation process
- B27K3/007—Impregnating wood, e.g. impregnation pretreatment, for example puncturing; Wood impregnation aids not directly involved in the impregnation process employing compositions comprising nanoparticles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
- B27K—PROCESSES, APPARATUS OR SELECTION OF SUBSTANCES FOR IMPREGNATING, STAINING, DYEING, BLEACHING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS, OR TREATING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS WITH PERMEANT LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CHEMICAL OR PHYSICAL TREATMENT OF CORK, CANE, REED, STRAW OR SIMILAR MATERIALS
- B27K3/00—Impregnating wood, e.g. impregnation pretreatment, for example puncturing; Wood impregnation aids not directly involved in the impregnation process
- B27K3/02—Processes; Apparatus
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
- B27K—PROCESSES, APPARATUS OR SELECTION OF SUBSTANCES FOR IMPREGNATING, STAINING, DYEING, BLEACHING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS, OR TREATING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS WITH PERMEANT LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CHEMICAL OR PHYSICAL TREATMENT OF CORK, CANE, REED, STRAW OR SIMILAR MATERIALS
- B27K5/00—Treating of wood not provided for in groups B27K1/00, B27K3/00
- B27K5/0015—Treating of wood not provided for in groups B27K1/00, B27K3/00 by electric means
- B27K5/002—Electric discharges, plasma
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
- B27K—PROCESSES, APPARATUS OR SELECTION OF SUBSTANCES FOR IMPREGNATING, STAINING, DYEING, BLEACHING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS, OR TREATING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS WITH PERMEANT LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CHEMICAL OR PHYSICAL TREATMENT OF CORK, CANE, REED, STRAW OR SIMILAR MATERIALS
- B27K5/00—Treating of wood not provided for in groups B27K1/00, B27K3/00
- B27K5/04—Combined bleaching or impregnating and drying of wood
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/70—Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
- B01D2257/708—Volatile organic compounds V.O.C.'s
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Forests & Forestry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)
Abstract
一种竹材表面负载纳米二氧化钛材料的制造方法,包括以下步骤:①纳米二氧化钛的磺酸化处理,将TIO2纳米材料配成设定质量分数的水溶液待用;②竹材的冷等离子体处理;③竹基纳米二氧化钛复合材料的制备,过程如下:经过冷等离子体处理,然后浸泡在磺酸化处理后的纳米TIO2水溶液,从而制备竹基纳米二氧化钛复合材料材料。本发明提供了一种二氧化钛分布均匀、操作简单、负载量大、且与竹材牢固结合的竹材表面负载纳米二氧化钛材料的制造方法。
Description
技术领域
本发明属于有复合材料制备技术领域,专利分类号为B01J。本发明是在竹材表面负载纳米二氧化钛材料,从而制备竹基纳米二氧化钛复合材料,使其具有光催化降解甲醛作用,可用于家具板材生产制造方面。
背景技术
木材是世界公认的绿色材料,由于其具有悦目宜人的颜色、优雅美丽的纹理、良好的触感、强重比大和易于加工等优点,自古以来木材都是人类家具制作与室内装修的首选材料,也是当今世界四大材料——木材、塑料、钢材、水泥中唯一既可再生,又能循环使用的资源。可以说,无论是现在还是将来,木材始终是人们理想的消费选择。近些年来随着天然林保护工程的逐步实施,天然木材的日益匮乏,竹材因其生长速度快,生态功能强,等优点,而被称为“世界第二大森林”,其经济,生态和社会相依日益显得突出,是很好的工程结构和装饰材料。竹材的利用越来越广泛,竹地板,竹木复合产品也越来越多的应用起来,“以竹代木”的口号也因此诞生。
为提高木、竹材的利用率、扩大木、竹材的应用领域、解决木、竹材实际应用中面临的诸多问题(如,老化、无电磁屏蔽效、易燃、易腐等),对木、竹材及其制品进行功能化改性是是当前木竹材科学研究中的重要内容。
纳米二氧化钛具有光催化降解作用,研究表明,在日光或灯光中紫外线的作用下使纳米二氧化钛激活并生成具有高催化活性的游离基,能产生很强的光氧化及还原能力,可催化、光解附着于物体表面的各种甲醛等有机物及部分无机物。能够起到净化室内空气的功能,因此对木、竹材及其制品进行纳米二氧化钛功能化改性,使其具有光催化降解甲醛等有机物是木、竹制品功能化改性中的热点。
国内主要利用溶胶—凝胶法或者将二氧化钛与胶粘剂经过物理混合后直接施加到木、竹材中,从而制备二氧化钛—木竹复合材料。溶胶—凝胶法需通过含钛的脂类和酸(如钛酸丁酯和盐酸)进行反应生成二氧化钛溶胶,然后将木、竹材浸入在二氧化钛溶胶中,使得二氧化钛负载在木、竹材表面形成复合材料。此方法需要用到一些有机溶剂且二氧化钛负载难以控制,二氧化钛纳米颗粒容易发生沉积不均匀,易团聚。也有研究学者将二氧化钛与脲醛胶混合后喷洒到刨花表面,从而制备二氧化钛刨花板,但此种方法会导致二氧化钛在脲醛胶中混合不均匀,同时增加施胶困难,且二氧化钛在操作中易团聚。以上所述这两种方法制得的二氧化钛—木竹复合材料均存在二氧化钛分布不均匀,易团聚,且操作复杂等问题,因此寻找一种二氧化钛分布均匀、操作简单、负载量大、且与木竹材牢固结合的方法是关键。
发明内容
为了克服已有纳米二氧化钛复合材料的二氧化钛分布不均匀、易团聚、操作复杂的不足,本发明提供了一种二氧化钛分布均匀、操作简单、负载量大、且与竹材牢固结合的竹材表面负载纳米二氧化钛材料的制造方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种竹材表面负载纳米二氧化钛材料的制造方法,包括以下步骤:
①纳米二氧化钛的磺酸化处理,将TIO2纳米材料配成设定质量分数的水溶液待用;
②竹材的冷等离子体处理;
③竹基纳米二氧化钛复合材料的制备,过程如下:
将经过冷等离子体处理的竹材浸泡在经过磺酸化处理的纳米TIO2水溶液中,浸泡5-15min,浸泡时应充分搅拌纳米TIO2水溶液;浸泡好后取出竹材,用水冲洗掉竹材表面游离的纳米TIO2材料,然后放入烘箱中干燥,干燥温度为70-100℃,干燥时间为10-20min。
进一步,所述步骤③中,干燥后的竹材再次经过冷等离子体处理,然后又浸泡在纳米TIO2水溶液,依此循环设定次数,从而制备竹基纳米二氧化钛复合材料。
再进一步,所述步骤①中,所述纳米二氧化钛TIO2:纯度99.8%,锐钛型,亲水亲油型,纳米颗粒25nm;所述聚(4-苯乙烯磺酸)铵盐溶液,即Poly(4-ammonium styrene-sulfonic acid)),别名pas,质量分数为30%,分子量Mw≈20000,溶于水;所述纳米二氧化钛的磺酸化处理过程为:将TIO2纳米材料分散在设定质量分数的pas溶液中,先将溶液在超声振荡仪中进行超声分散,然后放置一段时间,使TIO2纳米颗粒与pas充分结合,从而使TIO2纳米颗粒带上负电荷;然后将TIO2纳米颗粒通过高速离心机进行水洗分离,从而去除溶液中的带负电荷的聚合物大分子,最后将TIO2纳米材料配成设定质量分数的水溶液待用。
更进一步,所述步骤②中,开启DBD冷等离子体设备,工作气体为空气,设置传送带速度,调整好设定功率将竹材放置进口传送带上,竹材将自动从进口进入,经过DBD冷等离子体表面处理,从出口出来,如此循环一次为处理一次。
本发明的技术构思为:本发明开发的可光催化降解甲醛的竹基纳米二氧化钛复合材料,通过空气介质阻挡放电等离子体处理竹单板表面,将处理后的竹单板浸泡在带有负电荷的纳米二氧化钛溶液中,然后干燥,再空气介质阻挡放电等离子体处理,如此循环多次(例如5次)而值得的竹基纳米二氧化钛复合材料。
本发明的有益效果主要表现在:用该方法制造的竹基纳米二氧化钛复合材料和现有纳米二氧化钛基木材/竹材相比,具有生产过程简单,易操作、可实现工业化生产、环保无污染。可替代目前市面上的纳米二氧化钛基木、竹材等。用这种方法生产的竹基纳米二氧化钛复合材料可广泛用办公家具,室内家具等家具贴面材料,具有光催化降解甲醛、防腐等功效。
具体实施方式
下面对本发明作进一步描述。
一种竹材表面负载纳米二氧化钛材料的制造方法,包括以下步骤:
①纳米二氧化钛的磺酸化处理
纳米二氧化钛(TIO2):纯度99.8%,锐钛型,亲水亲油型,纳米颗粒25nm
聚(4-苯乙烯磺酸)铵盐溶液,即Poly(4-ammonium styrene-sulfonic acid)),别名pas,质量分数为30%,分子量Mw≈20000,溶于水,
本发明的纳米二氧化钛的磺酸化处理通过以下步骤实现:
将TIO2纳米材料分散在设定质量分数的pas溶液中,先将溶液在超声振荡仪中进行超声分散,然后放置一段时间,使TIO2纳米颗粒与pas充分结合,从而使TIO2纳米颗粒带上负电荷。然后将TIO2纳米颗粒通过高速离心机进行水洗分离,从而去除溶液中的带负电荷的聚合物大分子,最后将TIO2纳米材料配成设定质量分数的水溶液待用;
②竹材的冷等离子体处理
本发明主要采用工业用的介质阻挡放电冷等离子体(简称DBD冷等离子体)处理竹材,如竹单板,竹皮等。竹材厚度不超过4mm。
开启DBD冷等离子体设备,工作气体为空气,设置传送带速度,调整好一定功率将竹材放置进口传送带上,竹材将自动从进口进入,经过DBD冷等离子体表面处理,从出口出来,如此循环一次为处理一次。
③竹基纳米二氧化钛复合材料的制备
将经过DBD冷等离子体处理的竹材浸泡在经过磺酸化处理的纳米TIO2水溶液中,浸泡5-15min,浸泡时应充分搅拌纳米TIO2水溶液。浸泡好后取出竹材,用水冲洗掉竹材表面游离的纳米TIO2材料,然后放入烘箱中干燥,干燥温度为70-100℃,干燥时间不宜过长避免竹材发生严重卷曲,为10-20min。
干燥后的竹材再次经过等DBD冷离子体处理,然后又浸泡在纳米TIO2水溶液,依此循环,从而制备竹基纳米二氧化钛复合材料。
实例:一种竹基纳米二氧化钛复合材料的制造方法,包括以下步骤:
①纳米二氧化钛的磺酸化处理
纳米二氧化钛(TIO2):锐钛型,纯度99.8%,亲水亲油型,纳米颗粒约为25nm。
聚(4-苯乙烯磺酸)铵盐溶液:Poly(4-ammonium styrene-sulfonic acid)),别名pas,质量分数为30%,分子量Mw≈20000,溶于水。
将TIO2纳米颗粒分散在5%的pas溶液中,先将溶液在超声振荡仪中进行超声分散,功率为5KW,时间2小时,然后放置8小时,使TIO2纳米颗粒与pas充分结合,从而使TIO2纳米颗粒带上负电荷。然后将TIO2纳米颗粒通过高速离心机进行水洗分离(至少两次),从而去除溶液中的带负电荷的聚合物大分子,最后将TIO2纳米材料配成1%的水溶液待用。
②竹材的冷等离子体处理
采用工业用的介质阻挡放电冷等离子体(简称DBD冷等离子体)处理竹单板(厚度约为1.5mm)。DBD冷等离子体处理时,对材料的要求为,最大处理幅面宽度为1.22m,长度大于60mm,厚度不超过4mm。
开启DBD冷等离子体设备,工作气体为空气,设置传送带速度12m/min,调整好处理功率5KW,将竹单板放置进口传送带上,竹单板将自动从进口进入,经过DBD冷等离子体表面处理,从出口出来。
③竹基纳米二氧化钛复合材料的制备
将经过DBD冷等离子体处理的竹单板(处理功率为5KW,工作气体为空气)浸泡在经过磺酸化处理的纳米TIO2水溶液中,浸泡10min,浸泡过程中应充分搅拌纳米TIO2水溶液。浸泡好后取出竹单板,用水冲洗掉竹材表面游离的纳米TIO2材料,然后放入烘箱中干燥,干燥温度为80℃,干燥时间不宜过长避免竹材发生严重卷曲,为10min。
干燥后的竹材再次经过DBD冷离子体处理,然后又浸泡在纳米TIO2水溶液,依此循环5次,从而制备竹基纳米二氧化钛复合材料。
此方法制成的竹基纳米二氧化钛复合材料可用家具用板材(胶合板)的生产加工或者家具表面贴面,具有光催化降解甲醛及防霉防腐等功效。
Claims (4)
1.一种竹材表面负载纳米二氧化钛材料的制造方法,其特征在于:包括以下步骤:
①纳米二氧化钛的磺酸化处理,将TIO2纳米材料配成设定质量分数的水溶液待用;
②竹材的冷等离子体处理;
③竹基纳米二氧化钛复合材料的制备,过程如下:
将经过冷等离子体处理的竹材浸泡在经过磺酸化处理的纳米TIO2水溶液中,浸泡5-15min,浸泡时应充分搅拌纳米TIO2水溶液;浸泡好后取出竹材,用水冲洗掉竹材表面游离的纳米TIO2材料,然后放入烘箱中干燥,干燥温度为70-100℃,干燥时间为10-20min。
2.如权利要求1所述的竹材表面负载纳米二氧化钛材料的制造方法,其特征在于:所述步骤③中,干燥后的竹材再次经过冷等离子体处理,然后又浸泡在纳米TIO2水溶液,依此循环设定次数,从而制备竹基纳米二氧化钛复合材料。
3.如权利要求1或2所述的竹材表面负载纳米二氧化钛材料的制造方法,其特征在于:所述步骤①中,所述纳米二氧化钛TIO2:纯度99.8%,锐钛型,亲水亲油型,纳米颗粒25nm;所述聚(4-苯乙烯磺酸)铵盐溶液,即Poly(4-ammonium styrene-sulfonic acid)),别名pas,质量分数为30%,分子量Mw≈20000,溶于水;所述纳米二氧化钛的磺酸化处理过程为:将TIO2纳米材料分散在设定质量分数的pas溶液中,先将溶液在超声振荡仪中进行超声分散,然后放置一段时间,使TIO2纳米颗粒与pas充分结合,从而使TIO2纳米颗粒带上负电荷;然后将TIO2纳米颗粒通过高速离心机进行水洗分离,从而去除溶液中的带负电荷的聚合物大分子,最后将TIO2纳米材料配成设定质量分数的水溶液待用。
4.如权利要求1或2所述的竹材表面负载纳米二氧化钛材料的制造方法,其特征在于:所述步骤②中,开启DBD冷等离子体设备,工作气体为空气,设置传送带速度,调整好设定功率将竹材放置进口传送带上,竹材将自动从进口进入,经过DBD冷等离子体表面处理,从出口出来,如此循环一次为处理一次。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710443232.8A CN107139298B (zh) | 2017-06-13 | 2017-06-13 | 一种竹材表面负载纳米二氧化钛材料的制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710443232.8A CN107139298B (zh) | 2017-06-13 | 2017-06-13 | 一种竹材表面负载纳米二氧化钛材料的制造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN107139298A true CN107139298A (zh) | 2017-09-08 |
CN107139298B CN107139298B (zh) | 2018-12-07 |
Family
ID=59781392
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201710443232.8A Expired - Fee Related CN107139298B (zh) | 2017-06-13 | 2017-06-13 | 一种竹材表面负载纳米二氧化钛材料的制造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN107139298B (zh) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107457853A (zh) * | 2017-09-12 | 2017-12-12 | 阜南县永兴工艺品有限公司 | 一种提升柳条特性的加工工艺 |
CN107877631A (zh) * | 2017-11-17 | 2018-04-06 | 北华大学 | 一种微孔化处理硬杂木表板三层实木复合地板的制造方法 |
CN107984574A (zh) * | 2017-11-23 | 2018-05-04 | 浙江省林业科学研究院 | 一种纳米二氧化钛降甲醛竹胶合板的制造方法 |
CN107984577A (zh) * | 2017-12-22 | 2018-05-04 | 国家林业局竹子研究开发中心 | 一种抗流失纳米金属材料/竹材复合材料的制备方法 |
CN108177222A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-06-19 | 贵州省林业科学研究院 | 一种利用等离子体沉积微纳米粒子增强木材防腐抗菌性能的处理方法 |
CN109129775A (zh) * | 2018-08-28 | 2019-01-04 | 东北林业大学 | 改性二氧化钛复合材料、木单板、人造板及其制备方法 |
CN111958725A (zh) * | 2020-06-28 | 2020-11-20 | 安徽阜南县万家和工艺品有限公司 | 一种柳编茶几后处理加工方法 |
CN114856123A (zh) * | 2022-03-15 | 2022-08-05 | 西南林业大学 | 一种竹基卷材及其制造方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101704256A (zh) * | 2009-11-06 | 2010-05-12 | 南京林业大学 | 冷等离子体改性单板类人造板的制造方法 |
CN101941803A (zh) * | 2010-09-27 | 2011-01-12 | 彩虹集团公司 | 一种用于太阳能电池电极的二氧化钛薄膜的制备方法 |
US20110236707A1 (en) * | 2004-05-13 | 2011-09-29 | Osmose, Inc. | Compositions and Methods for Treating Cellulose Based Materials with Micronized Additives |
CN102350717A (zh) * | 2011-10-08 | 2012-02-15 | 南京林业大学 | 利用冷等离子体进行预处理的木质薄板染色方法 |
CN102502808A (zh) * | 2011-10-14 | 2012-06-20 | 黑龙江大学 | 纳米级二氧化钛的制备方法 |
CN103481346A (zh) * | 2013-09-23 | 2014-01-01 | 福建农林大学 | 一种自清洁功能竹材及其制备方法 |
-
2017
- 2017-06-13 CN CN201710443232.8A patent/CN107139298B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20110236707A1 (en) * | 2004-05-13 | 2011-09-29 | Osmose, Inc. | Compositions and Methods for Treating Cellulose Based Materials with Micronized Additives |
CN101704256A (zh) * | 2009-11-06 | 2010-05-12 | 南京林业大学 | 冷等离子体改性单板类人造板的制造方法 |
CN101941803A (zh) * | 2010-09-27 | 2011-01-12 | 彩虹集团公司 | 一种用于太阳能电池电极的二氧化钛薄膜的制备方法 |
CN102350717A (zh) * | 2011-10-08 | 2012-02-15 | 南京林业大学 | 利用冷等离子体进行预处理的木质薄板染色方法 |
CN102502808A (zh) * | 2011-10-14 | 2012-06-20 | 黑龙江大学 | 纳米级二氧化钛的制备方法 |
CN103481346A (zh) * | 2013-09-23 | 2014-01-01 | 福建农林大学 | 一种自清洁功能竹材及其制备方法 |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107457853A (zh) * | 2017-09-12 | 2017-12-12 | 阜南县永兴工艺品有限公司 | 一种提升柳条特性的加工工艺 |
CN107877631A (zh) * | 2017-11-17 | 2018-04-06 | 北华大学 | 一种微孔化处理硬杂木表板三层实木复合地板的制造方法 |
CN107984574A (zh) * | 2017-11-23 | 2018-05-04 | 浙江省林业科学研究院 | 一种纳米二氧化钛降甲醛竹胶合板的制造方法 |
CN107984577A (zh) * | 2017-12-22 | 2018-05-04 | 国家林业局竹子研究开发中心 | 一种抗流失纳米金属材料/竹材复合材料的制备方法 |
CN108177222A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-06-19 | 贵州省林业科学研究院 | 一种利用等离子体沉积微纳米粒子增强木材防腐抗菌性能的处理方法 |
CN109129775A (zh) * | 2018-08-28 | 2019-01-04 | 东北林业大学 | 改性二氧化钛复合材料、木单板、人造板及其制备方法 |
CN111958725A (zh) * | 2020-06-28 | 2020-11-20 | 安徽阜南县万家和工艺品有限公司 | 一种柳编茶几后处理加工方法 |
CN114856123A (zh) * | 2022-03-15 | 2022-08-05 | 西南林业大学 | 一种竹基卷材及其制造方法 |
CN114856123B (zh) * | 2022-03-15 | 2024-03-26 | 西南林业大学 | 一种竹基卷材及其制造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN107139298B (zh) | 2018-12-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107139298B (zh) | 一种竹材表面负载纳米二氧化钛材料的制造方法 | |
CN101333075B (zh) | 自清洁钢化玻璃的制备方法 | |
CN101745962B (zh) | 除甲醛家具材料的制作方法 | |
CN101638028B (zh) | 一种仿大理石纹装饰板的制造方法 | |
CN101804654A (zh) | 除甲醛实木复合地板的生产工艺 | |
CN107984574A (zh) | 一种纳米二氧化钛降甲醛竹胶合板的制造方法 | |
CN104045844A (zh) | 一种增强塑料耐低温性的表面处理工艺 | |
CN103923501A (zh) | 一种用于形成抗老化、耐沾污纳米涂层的纳米溶胶及制备方法和应用 | |
CN105802367B (zh) | 一种复合镀膜型自清洁无机生态装饰板及其制备方法 | |
CN104589426A (zh) | 一种发光竹木复合地板 | |
CN112252069B (zh) | 一种多功能超疏水无醛人造板的制备方法 | |
CN107139303B (zh) | 一种防火隔热松木实木门加工工艺 | |
CN103740261A (zh) | 一种高耐黄变覆膜uv白亮面漆及其制备方法 | |
CN108299760A (zh) | 光触媒及酸诱导双机制除voc的环保聚氯乙烯发泡木塑复合材料及其制备方法 | |
CN106833229A (zh) | 一种节能环保型隔热涂料及其制备方法 | |
CN111545991A (zh) | 一种高强度轻质铝单板的生产工艺 | |
CN115057682A (zh) | 一种以石膏为主要原料的强化复合板 | |
CN106348382A (zh) | 一种光催化污水处理用纤维过滤毡及其制备方法 | |
CN107414998A (zh) | 一种木材阻燃处理方法 | |
CN108818821A (zh) | 一种提升木质板材美观度的处理方法 | |
CN108641460A (zh) | 一种除tvoc的环保腻子粉 | |
CN109107560A (zh) | 一种光催化污水处理用纤维过滤毡及其制备方法 | |
CN115612378B (zh) | 一种木材基材料的环保耐久光热促进防覆冰涂层的制备方法 | |
CN108722835A (zh) | 负离子铝合金板材制作工艺 | |
CN108582353A (zh) | 一种释放负氧离子的木基复合材料及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20181207 Termination date: 20200613 |