CN110922060B - 一种纳米二氧化钛光催化溶胶的制备方法和应用方法 - Google Patents

一种纳米二氧化钛光催化溶胶的制备方法和应用方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110922060B
CN110922060B CN201911182756.1A CN201911182756A CN110922060B CN 110922060 B CN110922060 B CN 110922060B CN 201911182756 A CN201911182756 A CN 201911182756A CN 110922060 B CN110922060 B CN 110922060B
Authority
CN
China
Prior art keywords
titanium dioxide
nano titanium
nano
photocatalytic sol
glass
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.)
Active
Application number
CN201911182756.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110922060A (zh
Inventor
李新海
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Gsa Environmental Protection Technology Co ltd
Original Assignee
Jiangsu Gsa Environmental Protection Technology Co ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu Gsa Environmental Protection Technology Co ltd filed Critical Jiangsu Gsa Environmental Protection Technology Co ltd
Priority to CN201911182756.1A priority Critical patent/CN110922060B/zh
Publication of CN110922060A publication Critical patent/CN110922060A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110922060B publication Critical patent/CN110922060B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/22—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with other inorganic material
    • C03C17/23—Oxides
    • C03C17/25—Oxides by deposition from the liquid phase
    • C03C17/256—Coating containing TiO2
    • 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
    • B01J35/20—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their non-solid state
    • B01J35/27—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their non-solid state in a liquid or molten state
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2217/00—Coatings on glass
    • C03C2217/20—Materials for coating a single layer on glass
    • C03C2217/21—Oxides
    • C03C2217/212—TiO2
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2217/00—Coatings on glass
    • C03C2217/70—Properties of coatings
    • C03C2217/71—Photocatalytic coatings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2218/00—Methods for coating glass
    • C03C2218/10—Deposition methods
    • C03C2218/11—Deposition methods from solutions or suspensions
    • C03C2218/111—Deposition methods from solutions or suspensions by dipping, immersion
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2218/00—Methods for coating glass
    • C03C2218/30—Aspects of methods for coating glass not covered above
    • C03C2218/32—After-treatment

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

本发明公开了一种纳米二氧化钛光催化溶胶的制备方法和应用方法，涉及纳米涂料技术领域，其技术方案要点是一种纳米二氧化钛光催化溶胶，包括如下步骤：取锐钛型纳米二氧化钛粉体，加入无水乙醇，经过超声分散后，得到纳米二氧化钛光催化溶胶。本发明通过直接以纳米二氧化钛粉体为原料，经过超声分散后，制得分散性良好的纳米二氧化钛光催化溶胶，由于制备的过程未经过高温反应，不会发生相转化的情况，使得其能保持锐钛相，具有很好的光催化活性。

Description

一种纳米二氧化钛光催化溶胶的制备方法和应用方法
技术领域
本发明涉及纳米涂料技术领域，更具体的说，它涉及一种纳米二氧化钛光催化溶胶的制备方法和应用方法。
背景技术
二氧化钛是一种白色粉末状的两性氧化物，具有很好的紫外屏蔽作用；二氧化钛有三种晶型：板钛矿型、锐钛型和金红石型，其中锐钛型和金红石型是主要的两种晶型，金红石型二氧化钛比锐钛型二氧化钛稳定而致密，有较高的硬度、密度、介电常数及折射率；而锐钛型二氧化钛在可见光短波部分的反射率比金红石型二氧化钛高，带蓝色色调，并且对紫外线的吸收能力比金红石型低，光催化活性比金红石型高；当二氧化钛的颗粒尺寸达到纳米级别时，催化能力更好，在催化降解环境有机污染物方面有广泛的应用，针对锐钛型纳米二氧化钛的光催化的特性，人们利用其制成了光催化自洁净、抗菌材料，用于玻璃上，制得自洁净抗菌玻璃。传统的光催化溶胶是由钛的有机醇盐(如钛酸丁酯)为原料，在模板剂(如聚乙二醇)的作用下，采用有机溶剂为介质(如无水乙醇)先得到溶胶再转化为凝胶体，经干燥、焙烧制得。
现有技术中，授权公告号为CN1296303C的中国专利，公开了一种溶胶镀膜一步热处理法制备二氧化钛薄膜钢化自洁净玻璃，一种用于制造钢化抗菌自洁净玻璃的方法，以平板玻璃为基体，用二氧化钛前驱体溶胶凝胶法提拉或喷雾镀膜，并进行钢化处理获得具有光催化抗菌自洁性能的透明钢化玻璃制品，二氧化钛前驱体溶胶是使用钛酸丁酯或/和钛酸异丙酯，以乙醇或/和异丙醇作溶剂配制成，并加入了络合稳定剂，络合稳定剂是二乙醇胺，乙酰丙酮，二乙二醇中的一种或两种；玻璃基片用二氧化钛前驱体溶胶采用浸渍提拉法或喷雾法镀膜干燥后，直接将玻璃由室温放置到高温620～760℃中加热1～6分钟，然后使用强风吹，使其在2～5分钟内冷却到室温进行急冷钢化。
通过重复浸提，可以得到不同厚度的薄膜，以达到所需的抗菌效果，由于传统二氧化钛前驱体溶胶制备工艺简单且成本低，因此得到了较为广泛的应用；然而，传统的自洁抗菌玻璃上的薄膜是通过钛酸丁酯在高温条件下水解生成锐钛型二氧化钛纳米粒子，以起到抗菌的效果，而钛酸丁酯在高温水解的过程中，反应过程不易控制，并且在600℃的高温条件下，二氧化钛会发生相转化，由锐钛相变为金红石相，由于金红石型二氧化钛的光催化活性低于锐钛型二氧化钛，导致玻璃的抗菌洁净效果明显下降；此外，高温还会导致二氧化钛粒子出现团聚和生长，进一步降低其光催化灭菌活性。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种纳米二氧化钛光催化溶胶，其通过直接以纳米二氧化钛粉体为原料，经过超声分散后，制得分散性良好的纳米二氧化钛光催化溶胶，由于制备的过程未经过高温反应，不会发生相转化的情况，使得其能保持锐钛相，具有很好的光催化活性。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种纳米二氧化钛光催化溶胶，包括如下步骤：取锐钛型纳米二氧化钛粉体，加入无水乙醇，经过超声分散后，得到纳米二氧化钛光催化溶胶。
通过采用上述技术方案，本发明通过直接以纳米二氧化钛粉体为原料，经过超声分散后，制得分散性良好的纳米二氧化钛光催化溶胶，由于制备的过程未经过高温反应，不会发生相转化的情况，使得其能保持锐钛相，具有很好的光催化活性。
进一步地，锐钛型纳米二氧化钛粉体与无水乙醇的重量比为1:(10-30)。
通过采用上述技术方案，无水乙醇作为分散介质，可以提高纳米二氧化钛的分散性。
进一步地，超声分散的条件为：在功率为50-100W、频率为30-100kHz的条件下，处理10-20min。
通过采用上述技术方案，纳米二氧化钛自身具有强极性的特点，其比表面积和表面能都很大，使其不易在非极性介质中分散，而在极性介质中又易团聚，经过超声分散，可以削弱粒子的表面能，从而有效防止纳米二氧化钛颗粒的团聚，使其能均匀分散于无水乙醇中；但是处理时间过短，纳米二氧化钛不能完全分散，处理时间过长，分散体系内热能增加，颗粒碰撞几率增加导致再次发生团聚。
进一步地，在超声分散之前，先加入分散剂，所述分散剂由重量比为3:1的六偏磷酸钠和聚羧酸钠盐分散剂混合而成。
通过采用上述技术方案，由六偏磷酸钠和聚羧酸钠盐分散剂组成的分散剂对纳米二氧化钛具有很好的分散性，可以增加颗粒间的静电斥力，降低颗粒间的范德华引力，以提高体系的稳定性；并且由六偏磷酸钠和聚羧酸钠盐组成的分散剂还具有优异的耐水性，可以提高薄膜在水中与玻璃基体的附着力。
进一步地，在超声分散后，加入附着力促进剂，搅拌均匀后即可；所述附着力促进剂由重量比为(10-15):100:(1-3):(40-60)的钛酸丁酯、无水乙醇、壳聚糖以及纳米二氧化硅的乙醇悬浮液。
通过采用上述技术方案，以钛酸丁酯、无水乙醇、壳聚糖以及纳米二氧化硅的乙醇溶液作为附着力促进剂，一方面可以提高薄膜在玻璃基体上的固化速度，增加其对玻璃基体的附着力，提高其耐水性，使涂覆有纳米二氧化钛薄膜的玻璃在水下环境中，仍然具有较长的使用寿命；另一方面附着力促进剂与分散剂配合，可以提高纳米二氧化钛悬浮液的分散稳定性；并且壳聚糖以及纳米二氧化硅还可以提高薄膜的光催化活性，从而提高纳米二氧化钛光催化溶胶的抗菌效果。
进一步地，所述纳米二氧化硅的乙醇悬浮液采用如下方法制备：取纳米二氧化硅粉体，加入其重量为10-20倍的无水乙醇以及其重量的1-2％的N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，超声分散，得到纳米二氧化硅的乙醇悬浮液。
通过采用上述技术方案，纳米二氧化硅粉体以无水乙醇为分散介质，以N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷为分散剂，利用超声分散，使其在无水乙醇中具有很好的分散稳定性，并且制得的纳米二氧化硅的乙醇悬浮液还可以提高薄膜对玻璃基体的附着力，提高玻璃上纳米二氧化钛薄膜的抗菌洁净效果。
进一步地，所述锐钛型纳米二氧化钛的平均粒径为10nm，锐钛型含量>99.9％，比表面积为80-85m2/g。
本发明的目的之二在于提供一种纳米二氧化钛光催化溶胶的应用方法。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种纳米二氧化钛光催化溶胶的应用方法，包括如下步骤：
用普通玻璃作为基体，将玻璃从纳米二氧化钛光催化溶胶中采用浸渍提拉法载膜，载膜后将玻璃取出，使其在100-120℃的温度下干燥5-10min，再在150-180℃的温度下，固化20-40min，自然冷却至室温后，即可得到涂覆有纳米二氧化钛薄膜的自洁玻璃。
通过采用上述技术方案，本发明直接以纳米二氧化钛为主要原料，改变传统工艺，不再适用高温焙烧的方法，通过较低温度的干燥，即可使得光催化溶胶形成的薄膜附着在玻璃基体上，从而避免了高温条件下二氧化钛发生相转变，并且较低温度下，光催化溶胶的分散稳定，避免二氧化钛粒子发生团聚和生长，从而提高光催化灭菌效果。
进一步地，浸渍的下降速度为3-5mm/s，提拉速度为2-4mm/s。
进一步地，纳米二氧化钛薄膜的厚度为20-40nm。
通过采用上述技术方案，纳米二氧化钛薄膜的厚度为20-40nm，在具有所需的抗菌自洁净效果的同时，还对玻璃基体具有很好的附着力。
综上所述，本发明相比于现有技术具有以下有益效果：
1.通过直接以纳米二氧化钛粉体为原料，经过超声分散后，制得分散性良好的纳米二氧化钛光催化溶胶，由于制备的过程未经过高温反应，不会发生相转化的情况，使得其能保持锐钛相，具有很好的光催化活性；
2.由六偏磷酸钠和聚羧酸钠盐分散剂组成的分散剂对纳米二氧化钛具有很好的分散性，可以增加颗粒间的静电斥力，降低颗粒间的范德华引力，以提高体系的稳定性；并且由六偏磷酸钠和聚羧酸钠盐组成的分散剂还具有优异的耐水性，可以提高薄膜在水中与玻璃基体的附着力；
3.以钛酸丁酯、无水乙醇、壳聚糖以及纳米二氧化硅的乙醇溶液作为附着力促进剂，一方面可以提高薄膜在玻璃基体上的固化速度，增加其对玻璃基体的附着力，提高其耐水性，使涂覆有纳米二氧化钛薄膜的玻璃在水下环境中，仍然具有较长的使用寿命；另一方面附着力促进剂与分散剂配合，可以提高纳米二氧化钛悬浮液的分散稳定性；并且壳聚糖以及纳米二氧化硅还可以提高薄膜的光催化活性，从而提高纳米二氧化钛光催化溶胶的抗菌效果；
4.纳米二氧化硅粉体以无水乙醇为分散介质，以N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷为分散剂，利用超声分散，使其在无水乙醇中具有很好的分散稳定性，并且制得的纳米二氧化硅的乙醇悬浮液还可以提高薄膜对玻璃基体的附着力，提高玻璃上纳米二氧化钛薄膜的抗菌洁净效果。
具体实施方式
以下对本发明作进一步详细说明。
一、实施例以下实施例中的锐钛型纳米二氧化钛选自上西安齐岳生物科技有限公司提供的型号为T681的锐钛型纳米二氧化钛，锐钛型纳米二氧化钛的平均粒径为10nm，锐钛型含量>99.9％，比表面积为80-85m2/g；聚羧酸钠盐分散剂采用南通市晗泰化工有限公司提供的型号为HT-5050的聚羧酸钠盐分散剂；纳米二氧化硅选自江苏天行新材料有限公司提供的型号为TSP-H10的纳米二氧化硅，其粒径为20nm，比较面积为200m2/g，堆积面积为0.10g/cm3。
实施例1：一种纳米二氧化钛光催化溶胶采用如下方法制备而得：
取锐钛型纳米二氧化钛粉体，加入其重量的10倍的无水乙醇，在功率为50W、频率为30kHz的条件下，超声分散10min，得到纳米二氧化钛光催化溶胶。
实施例2：一种纳米二氧化钛光催化溶胶采用如下方法制备而得：
取锐钛型纳米二氧化钛粉体，加入其重量的20倍的无水乙醇，在功率为75W、频率为65kHz的条件下，超声分散15min，得到纳米二氧化钛光催化溶胶。
实施例3：一种纳米二氧化钛光催化溶胶采用如下方法制备而得：
取锐钛型纳米二氧化钛粉体，加入其重量的30倍的无水乙醇，在功率为100W、频率为100kHz的条件下，超声分散20min，得到纳米二氧化钛光催化溶胶。
实施例4：一种纳米二氧化钛光催化溶胶采用如下方法制备而得：
取锐钛型纳米二氧化钛粉体，加入其重量的10倍的无水乙醇，然后加入二氧化钛重量的3％的分散剂，在功率为50W、频率为30kHz的条件下，超声分散10min，得到纳米二氧化钛光催化溶胶；其中分散剂由重量比为3:1的六偏磷酸钠和聚羧酸钠盐分散剂混合而成。
实施例5：一种纳米二氧化钛光催化溶胶采用如下方法制备而得：
①取锐钛型纳米二氧化钛粉体，加入其重量的10倍的无水乙醇，在功率为50W、频率为30kHz的条件下，超声分散10min，得到纳米二氧化钛的乙醇悬浮液；
②取平均粒径为10-20nm的纳米二氧化硅粉体，加入其重量为10倍的无水乙醇以及其重量的1％的N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，在功率为50W、频率为80kHz的条件下，超声分散15min，得到纳米二氧化硅的乙醇悬浮液；
③将重量比为10:100:1:40的钛酸丁酯、无水乙醇、壳聚糖以及纳米二氧化硅的乙醇悬浮液搅拌均匀，得到附着力促进剂；
④向纳米二氧化钛的乙醇悬浮液中加入其重量的30％的附着力促进剂，在80r/min的速度下，搅拌1h，得到纳米二氧化钛光催化溶胶。
实施例6：一种纳米二氧化钛光催化溶胶采用如下方法制备而得：
①取锐钛型纳米二氧化钛粉体，加入其重量的10倍的无水乙醇，在功率为50W、频率为30kHz的条件下，超声分散10min，得到纳米二氧化钛的乙醇悬浮液；
②取平均粒径为10-20nm的纳米二氧化硅粉体，加入其重量为15倍的无水乙醇以及其重量的1.5％的N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，在功率为50W、频率为80kHz的条件下，超声分散15min，得到纳米二氧化硅的乙醇悬浮液；
③将重量比为12:100:2:50的钛酸丁酯、无水乙醇、壳聚糖以及纳米二氧化硅的乙醇悬浮液搅拌均匀，得到附着力促进剂；
④向纳米二氧化钛的乙醇悬浮液中加入其重量的30％的附着力促进剂，在80r/min的速度下，搅拌1h，得到纳米二氧化钛光催化溶胶。
实施例7：一种纳米二氧化钛光催化溶胶采用如下方法制备而得：
①取锐钛型纳米二氧化钛粉体，加入其重量的10倍的无水乙醇，在功率为50W、频率为30kHz的条件下，超声分散10min，得到纳米二氧化钛的乙醇悬浮液；
②取平均粒径为10-20nm的纳米二氧化硅粉体，加入其重量为20倍的无水乙醇以及其重量的2％的N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，在功率为50W、频率为80kHz的条件下，超声分散15min，得到纳米二氧化硅的乙醇悬浮液；
③将重量比为15:100:3:60的钛酸丁酯、无水乙醇、壳聚糖以及纳米二氧化硅的乙醇悬浮液搅拌均匀，得到附着力促进剂；
④向纳米二氧化钛的乙醇悬浮液中加入其重量的30％的附着力促进剂，在80r/min的速度下，搅拌1h，得到纳米二氧化钛光催化溶胶。
实施例8：一种纳米二氧化钛光催化溶胶采用如下方法制备而得：
①取锐钛型纳米二氧化钛粉体，加入其重量的10倍的无水乙醇，然后加入二氧化钛重量的3％的分散剂(分散剂由重量比为3:1的六偏磷酸钠和聚羧酸钠盐分散剂混合而成)，在功率为50W、频率为30kHz的条件下，超声分散10min，得到纳米二氧化钛的乙醇悬浮液；
②取平均粒径为10-20nm的纳米二氧化硅粉体，加入其重量为15倍的无水乙醇以及其重量的2％的N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，在功率为50W、频率为80kHz的条件下，超声分散15min，得到纳米二氧化硅的乙醇悬浮液；
③将重量比为12:100:2:50的钛酸丁酯、无水乙醇、壳聚糖以及纳米二氧化硅的乙醇悬浮液搅拌均匀，得到附着力促进剂；
④向纳米二氧化钛的乙醇悬浮液中加入其重量的30％的附着力促进剂，在80r/min的速度下，搅拌1h，得到纳米二氧化钛光催化溶胶。
二、应用例
应用例1：用普通玻璃作为基体，将玻璃从纳米二氧化钛光催化溶胶(选自实施例1)中采用浸渍提拉法载膜，浸渍的下降速度为3mm/s，提拉速度为2mm/s，载膜后将玻璃取出，使其在100℃的温度下干燥5min，再在150℃的温度下，固化20min，自然冷却至室温后，即可得到涂覆有厚度为20nm的纳米二氧化钛薄膜的自洁玻璃。
应用例2：用普通玻璃作为基体，将玻璃从纳米二氧化钛光催化溶胶(选自实施例2)中采用浸渍提拉法载膜，浸渍的下降速度为4mm/s，提拉速度为3mm/s，载膜后将玻璃取出，使其在110℃的温度下干燥7min，再在165℃的温度下，固化30min，自然冷却至室温后，即可得到涂覆有厚度为30nm的纳米二氧化钛薄膜的自洁玻璃。
应用例3：用普通玻璃作为基体，将玻璃从纳米二氧化钛光催化溶胶(选自实施例3)中采用浸渍提拉法载膜，浸渍的下降速度为5mm/s，提拉速度为4mm/s，载膜后将玻璃取出，使其在120℃的温度下干燥10min，再在180℃的温度下，固化40min，自然冷却至室温后，即可得到涂覆有厚度为40nm的纳米二氧化钛薄膜的自洁玻璃。
应用例4：本应用例与应用例1的不同之处在于，纳米二氧化钛光催化溶胶选自实施例4制备而得。
应用例5：本应用例与应用例1的不同之处在于，纳米二氧化钛光催化溶胶选自实施例5制备而得。
应用例6：本应用例与应用例1的不同之处在于，纳米二氧化钛光催化溶胶选自实施例6制备而得。
应用例7：本应用例与应用例1的不同之处在于，纳米二氧化钛光催化溶胶选自实施例7制备而得。
应用例8：本应用例与应用例1的不同之处在于，纳米二氧化钛光催化溶胶选自实施例8制备而得。
三、对比例
对比例1：本对比例与实施例1的不同之处在于，超声分散的功率为40W、频率为20kHz的条件下，超声分散9min。
对比例2：本对比例与实施例1的不同之处在于，超声分散的功率为110W、频率为110kHz的条件下，超声分散21min。
对比例3：本对比例与实施例4的不同之处在于，分散剂仅为六偏磷酸钠。
对比例4：本对比例与实施例4的不同之处在于，分散剂仅为聚羧酸钠盐。
对比例5：本对比例与实施例5的不同之处在于，附着力促进剂不包含纳米二氧化硅的乙醇悬浮液。
对比例6：本对比例与实施例5的不同之处在于，纳米二氧化硅的乙醇悬浮液中不包含N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷。
四、对照例
对照例1：本对照例与应用例1的不同之处在于，纳米二氧化钛光催化溶胶选自对比例1制备而得。
对照例2：本对照例与应用例1的不同之处在于，纳米二氧化钛光催化溶胶选自对比例2制备而得。
对照例3：本对照例与应用例1的不同之处在于，纳米二氧化钛光催化溶胶选自对比例3制备而得。
对照例4：本对照例与应用例1的不同之处在于，纳米二氧化钛光催化溶胶选自对比例4制备而得。
对照例5：本对照例与应用例1的不同之处在于，纳米二氧化钛光催化溶胶选自对比例5制备而得。
五、性能测试
根据如下方法，对应用例1-8以及对照例1-5中的自洁玻璃的性能进行测试，将测试结果示于表1。
自洁净性能有两大特点，超亲水性和光催化性，自洁净性能参照GB/T23765-2009《光催化自清洁材料性能测试方法》，通过测试样品的最小接触角来评价光催化材料的自清洁性能，接触角越小，则表示其亲水性越好，则自洁净性能越好。
光催化效率采用如下方法测试，测试油酸涂覆后样件的接触角A0，在主波长为365nm的紫外灯下进行光催化12h后测试样件的接触角At，按照如下公式计算出光催化效率，β＝(A0-At)/A0×100％，其中β-自清洁玻璃的光催化效率，At-光催化t时间后的接触角，A0-光催化前玻璃的初始接触角。
透光率采用沧州市时代检测仪器有限公司提供的OU4220全智能型透光率仪进行检测。
抑菌检验参照国标GB/T23763-2009《光催化抗菌材料及制品菌性能的评价》，抗菌率≥90％时，具有抗菌作用，抗菌率≥99％，具有较强的抗菌作用。
附着力：按照5mm划格后，进行杯突测试；10mm无任何剥离时，附着力为优秀；8mm无任何剥离时，附着力为良好；6mm有剥离为较差。
浸水附着力：将自洁玻璃在温度为25℃的去离子水中浸泡96h后，再次测试其附着力。
表1
Figure BDA0002291712090000081
Figure BDA0002291712090000091
由表1数据可知，本发明制备的纳米二氧化钛光催化溶胶对玻璃基体具有较强的附着力，并且具有很好的光催化和自洁净效果，抗污性好，使用后玻璃基体的透光率>92％，具有很强的抗菌效果。
通过应用例1、对照例1以及对照例2可知，本发明中超声分散时功率为50-100W、频率为30-100kHz、处理时间为10-20min的条件下，纳米二氧化钛粉体的分散效果最好，当超声分散的功率、频率过低或过高以及处理时间过短或过长，都会影响纳米二氧化钛粉体的分散效果，从而影响薄膜的自洁净以及抗菌效果。
通过应用例1、应用例4、对照例3以及对照例4可知，纳米二氧化钛在乙醇中分散时，添加的六偏磷酸钠和聚羧酸钠盐分散剂可以提高其分散性，从而提高自洁玻璃的光催化和自洁净效果，提高玻璃基体的透光率；当添加六偏磷酸钠或聚羧酸钠盐分散剂，可以改善纳米二氧化钛的在乙醇中的分散性，但是单一分散剂的改善效果低于两种分散剂配合，说明本发明中添加的六偏磷酸钠或聚羧酸钠盐分散剂具有协同作用，不仅有助于改善纳米二氧化钛在乙醇中的分散性，而且还有助于提高薄膜在水中与玻璃基体的附着力。
通过应用例5、对照例5可知，附着力促进剂的加入不仅可以纳米二氧化钛光催化溶胶的光催化活性，提高玻璃的自洁净与抗菌效果，而且还可以提高纳米二氧化钛光催化溶胶对玻璃基体的附着力，尤其是提高薄膜在水中对玻璃基体的附着力；附着力促进剂中得到纳米二氧化硅的乙醇悬浮液的加入可以提高纳米二氧化钛光催化溶胶的抗菌效果以及其对玻璃基体的附着力。
通过应用例1、应用例4、应用例5以及应用例8可知，在制备纳米二氧化钛光催化溶胶时，分散剂以及附着力促进剂的加入，可以显著改善纳米二氧化钛光催化溶胶中纳米二氧化钛粒子的分散性，提高其对玻璃基体的附着力，从而提高自洁玻璃的自洁净以及抗菌效果；使用后玻璃基体的透光率>96％，抗菌效果>95％。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种纳米二氧化钛光催化溶胶的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：取锐钛型纳米二氧化钛粉体，加入无水乙醇，经过超声分散后，得到纳米二氧化钛光催化溶胶；
在超声分散后，加入附着力促进剂，搅拌均匀后即可；
所述附着力促进剂由重量比为（10-15）:100:（1-3）:(40-60)的钛酸丁酯、无水乙醇、壳聚糖以及纳米二氧化硅的乙醇悬浮液组成。
2.根据权利要求1所述的一种纳米二氧化钛光催化溶胶的制备方法，其特征在于：锐钛型纳米二氧化钛粉体与无水乙醇的重量比为1:（10-30）。
3.根据权利要求1所述的一种纳米二氧化钛光催化溶胶的制备方法，其特征在于：超声分散的条件为：在功率为50-100W、频率为30-100kHz的条件下，处理10-20min。
4.根据权利要求1所述的一种纳米二氧化钛光催化溶胶的制备方法，其特征在于：在超声分散之前，先加入分散剂，所述分散剂由重量比为3:1的六偏磷酸钠和聚羧酸钠盐分散剂混合而成。
5.根据权利要求1所述的一种纳米二氧化钛光催化溶胶的制备方法，其特征在于：所述纳米二氧化硅的乙醇悬浮液采用如下方法制备：取纳米二氧化硅粉体，加入其重量为10-20倍的无水乙醇以及其重量的1-2%的N-（β-氨乙基）-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，超声分散，得到纳米二氧化硅的乙醇悬浮液。
6.根据权利要求1所述的一种纳米二氧化钛光催化溶胶的制备方法，其特征在于：所述锐钛型纳米二氧化钛的平均粒径为10nm，锐钛型含量>99.9%，比表面积为80-85m2/g。
7.一种由权利要求1-6任意一项所述方法制备的纳米二氧化钛光催化溶胶的应用方法，其特征在于：包括如下步骤：用普通玻璃作为基体，将玻璃从纳米二氧化钛光催化溶胶中采用浸渍提拉法载膜，载膜后将玻璃取出，使其在100-120℃的温度下干燥5-10min，再在150-180℃的温度下，固化20-40min，自然冷却至室温后，即可得到涂覆有纳米二氧化钛薄膜的自洁玻璃。
8.根据权利要求7所述的一种纳米二氧化钛光催化溶胶的应用方法，其特征在于：浸渍的下降速度为3-5mm/s，提拉速度为2-4mm/s。
9.根据权利要求7所述的一种纳米二氧化钛光催化溶胶的应用方法，其特征在于：纳米二氧化钛薄膜的厚度为20-40nm。
CN201911182756.1A 2019-11-27 2019-11-27 一种纳米二氧化钛光催化溶胶的制备方法和应用方法 Active CN110922060B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911182756.1A CN110922060B (zh) 2019-11-27 2019-11-27 一种纳米二氧化钛光催化溶胶的制备方法和应用方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911182756.1A CN110922060B (zh) 2019-11-27 2019-11-27 一种纳米二氧化钛光催化溶胶的制备方法和应用方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110922060A CN110922060A (zh) 2020-03-27
CN110922060B true CN110922060B (zh) 2022-04-26

Family

ID=69846691

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911182756.1A Active CN110922060B (zh) 2019-11-27 2019-11-27 一种纳米二氧化钛光催化溶胶的制备方法和应用方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110922060B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112795217A (zh) * 2021-01-14 2021-05-14 和谐光催化环保科技(杭州)有限公司 用于建材表面自清洁的无色透明二氧化钛溶胶的制备方法
CN113244906A (zh) * 2021-04-28 2021-08-13 上海应用技术大学 氧化石墨烯-锐钛矿型纳米二氧化钛复合改性溶胶及其制备
CN113445303A (zh) * 2021-07-09 2021-09-28 广西五行材料科技有限公司 一种用于皮革、纺织品除甲醛杀菌的纳米材料及其制备方法
CN115445639B (zh) * 2022-09-14 2023-08-22 北京科技大学 一种固体超强酸催化剂及其制备方法和应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1417147A (zh) * 2002-11-26 2003-05-14 复旦大学 一种纳米二氧化钛自清洁玻璃的低温制备方法
CN104926156A (zh) * 2015-06-09 2015-09-23 中物院成都科学技术发展中心 一种透明持久型防雾玻璃的制备方法及其制品
CN107935036A (zh) * 2017-11-30 2018-04-20 重庆文理学院 一种致密二氧化钛薄膜的室温成膜制备方法
CN109457518A (zh) * 2018-10-08 2019-03-12 淮海工学院 一种纳米二氧化钛改性固色剂乳液的制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1417147A (zh) * 2002-11-26 2003-05-14 复旦大学 一种纳米二氧化钛自清洁玻璃的低温制备方法
CN104926156A (zh) * 2015-06-09 2015-09-23 中物院成都科学技术发展中心 一种透明持久型防雾玻璃的制备方法及其制品
CN107935036A (zh) * 2017-11-30 2018-04-20 重庆文理学院 一种致密二氧化钛薄膜的室温成膜制备方法
CN109457518A (zh) * 2018-10-08 2019-03-12 淮海工学院 一种纳米二氧化钛改性固色剂乳液的制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
纳米TiO2粉体的固定及其对甲醇的光电复合氧化;梅燕;《太阳能学报》;20020425;第23卷(第2期);第199-202页 *
纳米二氧化钛分散性能与光催化活性研究;李红娟;《涂料工业》;20100101;第40卷(第1期);第24-28页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN110922060A (zh) 2020-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110922060B (zh) 一种纳米二氧化钛光催化溶胶的制备方法和应用方法
CN108250928B (zh) 一种含复合金属纳米核颗粒的水性玻璃纳米涂料及制备
CN102241939B (zh) 一种有机-无机杂化的超亲水涂料及其制备方法与应用
JP5633371B2 (ja) コア−シェル粒子の製造方法
CA1171992A (en) Pigment-free coatings with improved resistance to weathering
CN103771721A (zh) 超亲水透明二氧化硅/二氧化钛防雾薄膜的制备方法
WO2016127452A1 (zh) 电子束固化涂料、电子束固化涂层的制备方法以及应用
KR20150028979A (ko) 코팅 조성물 및 그의 용도
CN115074007B (zh) 一种无机有机复合超亲水涂料及其制备方法与应用
CN112960910A (zh) 一种长效易洁防雾玻璃镜片及其制作方法
CN104085165A (zh) 一种二氧化钛光触媒涂层的制备方法
JP2015158537A (ja) 防眩膜付き物品、その製造方法および画像表示装置
WO2001023483A1 (en) Photocatalytic coating composition and product having thin photocatalytic film
JP4409169B2 (ja) 着色顔料粒子を含む塗料、可視光遮蔽膜付基材
JPH11188270A (ja) 光触媒活性を有する透明被膜形成用塗布液および透明被膜付基材
CN113061357B (zh) 一种增透疏水涂层及其制备方法
CN110436795A (zh) 一种制备含蛋挞状结构的二氧化硅薄膜的方法
WO2020042415A1 (zh) 一种疏水复合材料，其制备方法、用途和含有其的玻璃
CN113500838A (zh) 一种高强度自清洁反光膜及其制备方法
JP2007222722A (ja) 親水性部材
CN114031307B (zh) 一种光热防雾玻璃板材及其制备方法
CN114751656A (zh) 一种钢化玻璃及其制备方法
ES2885439T3 (es) Vidrio recubierto para reflectores solares
CN115093131A (zh) 一种具有隔热保温功能的镀膜玻璃及其制备方法
CN107652718B (zh) 一种减反射镀膜液及其制备方法

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