CN112010674B - 具有光催化功能的负离子陶瓷砖及其制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及陶瓷和功能性装饰材料技术领域，具体涉及一种具有光催化功能的负离子陶瓷砖及其制备工艺。一种具有光催化功能的负离子陶瓷砖，包括陶瓷砖坯和釉层，所述釉层的原料包括负离子粉和三氧化二铁，所述负离子粉含有纳米氧化镁；所述纳米氧化镁颗粒吸附于所述三氧化二铁的表面，所述三氧化二铁的表面被所述纳米氧化镁颗粒不完全包裹；所述氧纳米氧化镁和三氧化二铁的重量份数比为1:2‑2.5。本发明制得的所述具有光催化功能的负离子陶瓷砖，具有良好的甲醛清除功效，并在过滤空气的同时产生大量的负离子，且甲醛净化效率可满足JC/T1074‑2008标准的Ⅱ类要求。可安全地不受限制的用于各种场所。

Description

具有光催化功能的负离子陶瓷砖及其制备工艺

技术领域

本发明涉及陶瓷和功能性装饰材料技术领域，具体涉及一种具有光催化功能的负离子陶瓷砖及其制备工艺。

背景技术

随着工业的发展，空气污染越来越严重，空气中含有各种对人体有害的物质，因此空气净化越来越受关注。

近年在国内外市场涌现了许多净化空气的室内装饰材料，如负离子涂料、负离子板材、负离子瓷砖、光催化涂料和光催化瓷砖等。

现在市场上做的负离子砖有两种，一种是在陶瓷釉料层中引入稀土复合盐类，经陶瓷辊道窑在温度1080-1200℃下烧成；另一种是陶瓷砖的胚体表面附着的面釉层含有氧化铯。

目前市场上生产的负离子瓷砖，负离子诱生量低或者放射性偏大，并且空气净化效果差。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种具有光催化功能的负离子陶瓷砖及其制备工艺，具有光催化作用，可强化负离子诱发功能。

为达此目的，本发明采用以下技术方案

一种具有光催化功能的负离子陶瓷砖，包括陶瓷砖坯和釉层，所述釉层的原料包括负离子粉和三氧化二铁，所述负离子粉含有纳米氧化镁；所述纳米氧化镁颗粒吸附于所述三氧化二铁的表面，所述三氧化二铁的表面被所述纳米氧化镁颗粒不完全包裹；所述纳米氧化镁和三氧化二铁的重量份数比为1:2-2.5。

具体的，按照重量份数计算，所述负离子粉的原料包括:粒径为100纳米的纳米氧化镁45-50份、氧化钙9-13份、硅微粉8-12份、氧化铝粉8-12份和二氧化钛2-3份。

具体的，按照重量份数计算，所述釉层的原料还包括:长石30-35份、霞石粉8-10份、高岭土5-7份、球黏土8-10份、花都黑泥5-7份、氧化铝8-15和纳米氧化锌10-15份；所述纳米氧化锌的粒径为3-5纳米。

进一步的，本发明还提出了一种以上所述的具有光催化功能的负离子陶瓷砖的制备工艺，包括负离子粉体浆料制备步骤、复合负离子粉制备步骤、负离子釉料制备步骤和烧制步骤；

其中，所述负离子粉体浆料制备步骤，包括:

P1）按比例称取负离子粉的原料，混合搅拌均匀，制得负离子粉混合物；

P2）在所述负离子粉混合物中，加入水、羧甲基纤维素钠和三聚磷酸钠，化浆，用球磨机研磨搅拌均匀，制得负离子粉浆；

P3）将所述负离子粉浆，过1000目筛，筛余为0.1-0.2wt%，制得比重为1.20-1.22g/cm³的负离子粉体浆料。

具体的，步骤P2）中，加入的水、羧甲基纤维素钠和三聚磷酸钠分别为所述负离子粉混合物的重量的40wt%、0.15-0.20wt%和0.4wt%。

具体的，所述复合负离子粉制备步骤，包括:

S1）按重量份数比分别称取所述负离子粉体浆料和所述三氧化二铁，将所述负离子粉体浆料倒入喷嘴，将所述三氧化二铁放入回旋转设备，在旋转中用喷嘴将所述负离子粉体浆料喷在所述三氧化二铁的粉末颗粒上，使所述负离子粉体浆料不完全包裹在所述三氧化二铁的颗粒的外表面，制得复合负离子粉混合物；

S2）将所述复合负离子粉混合物烘干，过筛，制得所述复合负离子粉。

具体的，步骤S1）中，所述三氧化二铁的颗粒的粒径为400-600目，所述负离子粉体浆料和三氧化二铁的重量份数比为1:3-4；

步骤S2）中，筛网的孔径为325目。

具体的，所述负离子釉料制备步骤，包括:

R1）按照重量份数计算，称取长石30-35份、霞石粉8-10份、高岭土5-7份、球黏土8-10份、花都黑泥5-7份、氧化铝8-15、纳米氧化锌10-15份和所述复合负离子粉5-8份，搅拌混合均匀，制得负离子釉料混合物；

R2）在所述负离子釉料混合物加入水、羧甲基纤维素钠和三聚磷酸钠，化浆，用球磨机研磨搅拌均匀，过筛，检测筛余和比重合格，即制得所述负离子釉料。

具体的，步骤R2）中，加入的水、羧甲基纤维素钠和三聚磷酸钠占所述负离子釉料混合物的重量百分比分别为30wt%、0.15-0.20wt%和0.4wt%，筛网的孔径为325目，筛余为0.1-0.2wt%，所述负离子釉料的比重为1.41-1.45g/cm³。

具体的，所述烧制步骤，包括:

T1）将负离子釉料，布施在陶瓷砖坯的表面，形成所述釉层；

T2）将布施有所述负离子釉料的陶瓷砖坯烘干；

T3）将烘干的所述陶瓷砖坯，放入陶瓷辊道窑，在1192-1205℃的温度下烧制，烧制时间为54-60min，即制得所述具有光催化功能的负离子陶瓷砖。

本发明的有益效果为:本发明所述的具有光催化功能的负离子陶瓷砖，釉层的原料包括负离子粉，所述负离子粉包括纳米氧化镁和三氧化二铁；

所述纳米氧化镁的晶格缺陷表面具有氧空位，可使空气中的水分子电离产生负离子；所述三氧化二铁具有光催化性能，通过三氧化二铁的光催化性能可以提高纳米氧化镁电离水分子的速率。

将所述纳米氧化镁包裹在所述三氧化二铁颗粒上，可以更好的发挥纳米氧化镁的晶格缺陷表面氧空位的电离作用。

所述复合负离子粉在釉层中被周边的其它釉料包裹，可保护所述复合负离子粉免于磨损，使所述具有光催化功能的负离子陶瓷砖具有更好的使用寿命。

本发明解决了现有技术的负离子陶瓷砖的负离子诱发量低，空气净化效果低的技术问题。

具体实施方式

下面以具体实施方式进一步说明本发明的技术方案。

一种具有光催化功能的负离子陶瓷砖，包括陶瓷砖坯和釉层，所述釉层的原料包括负离子粉和三氧化二铁，所述负离子粉含有纳米氧化镁；所述纳米氧化镁颗粒吸附于所述三氧化二铁的表面，所述三氧化二铁的表面被所述纳米氧化镁颗粒不完全包裹；所述纳米氧化镁和三氧化二铁的重量份数比为1:2-2.5。

本发明所述的具有光催化功能的负离子陶瓷砖，釉层的原料包括负离子粉，所述负离子粉包括纳米氧化镁和三氧化二铁；

所述纳米氧化镁的晶格缺陷表面具有氧空位，可使空气中的水分子电离产生负离子；所述三氧化二铁具有光催化性能，通过三氧化二铁的光催化性能可以提高纳米氧化镁电离水分子的速率。

将所述纳米氧化镁吸附在所述三氧化二铁颗粒上，可以更好的发挥纳米氧化镁的晶格缺陷表面氧空位的电离作用。

所述纳米氧化镁把所述三氧化二铁的颗粒表面不完全包裹住，并在烧成的时候保留所述三氧化二铁颗粒的部分表面暴露于釉层表面，可以更好的利用所述三氧化二铁的光催化性能。

负离子是空气中一种带负电荷的气体离子，具有抑菌杀菌、除尘除臭、提高身体免疫力、改善心脏功能、中和正电荷的功能:能与空气中漂浮的烟雾、灰尘及杂质结合，增加其比重使其沉降，中和静电、电波、电脑、电视等产生的辐射，达到清新空气、降低辐射的效果。

本发明所述的具有光催化功能的负离子陶瓷砖，不仅能够达到提升室内空气负离子的浓度，并且可避免臭氧的产生，安全环保；且能长期持续地产生空气负离子。

本发明制得的所述具有光催化功能的负离子陶瓷砖，具有良好的甲醛清除功效，并在过滤空气的同时产生大量的负离子，且甲醛净化效率可满足JC/T1074-2008标准的Ⅱ类要求。

具体的，按照重量份数计算，所述负离子粉的原料包括:粒径为100纳米的纳米氧化镁45-50份、氧化钙9-13份、硅微粉8-12份、氧化铝粉8-12份和二氧化钛2-3份。

氧化钙本身具有一定的远红外释放的能力，还可以激发纳米氧化镁的活性。

硅微粉和氧化铝粉可提高所述负离子粉整体的熔融温度，降低熔融高温对所述纳米氧化镁的不良影响；二氧化钛也具有光催化作用，可以补充所述三氧化二铁光催化性能。

所述负离子粉不含稀土元素和放射性物质，制得的所述具有光催化功能的负离子陶瓷砖更为安全环保，放射性达到《GB6566-2010-建筑材料放射性核素限量》标准的A类装修材料的要求，可安全地不受限制的用于各种场所。

具体的，按照重量份数计算，所述釉层的原料还包括:长石30-35份、霞石粉8-10份、高岭土5-7份、球黏土8-10份、花都黑泥5-7份、氧化铝8-15和纳米氧化锌10-15份；所述纳米氧化锌的粒径为3-5纳米。

所述釉料中的纳米氧化锌也具有光催化性能，可以补充三氧化二铁的光催化作用。长石、霞石粉和氧化铝可以降低所述釉料的整体熔融温度，对被釉料包裹的所述负离子粉具有保护的作用，使所述负离子粉不会在低于熔融温度的时候融化掉，可保护所述负离子粉的包裹的完整性。含有的纳米氧化锌可以进一步补充被纳米氧化镁包裹的三氧化二铁的光催化作用。

进一步的，本发明还提出了一种以上所述的具有光催化功能的负离子陶瓷砖的制备工艺，包括负离子粉体浆料制备步骤、复合负离子粉制备步骤、负离子釉料制备步骤和烧制步骤；

其中，所述负离子粉体浆料制备步骤，包括:

P1）按比例称取负离子粉的原料，混合搅拌均匀，制得负离子粉混合物；

P2）在所述负离子粉混合物中，加入水、羧甲基纤维素钠和三聚磷酸钠，化浆，用球磨机研磨搅拌均匀，制得负离子粉浆；

P3）将所述负离子粉浆，过1000目筛，筛余为0.1-0.2wt%，制得比重为1.20-1.22g/cm³的负离子粉体浆料。

具体的，步骤P2）中，加入的水、羧甲基纤维素钠和三聚磷酸钠分别为所述负离子粉混合物的重量的40wt%、0.15-0.20wt%和0.4wt%。

加入的分散剂羧甲基纤维素钠和防沉剂三聚磷酸钠，可以使所述负离子浆料更稳定；

具体的，所述复合负离子粉制备步骤，包括:

S1）按重量份数比分别称取所述负离子粉体浆料和所述三氧化二铁，将所述负离子粉体浆料倒入喷嘴，将所述三氧化二铁放入回旋转设备，在旋转中用喷嘴将所述负离子粉体浆料喷在所述三氧化二铁的粉末颗粒上，使所述负离子粉体浆料不完全包裹在所述三氧化二铁的颗粒的外表面，制得复合负离子粉混合物；

S2）将所述复合负离子粉混合物烘干，过筛，制得所述复合负离子粉。

通过回旋转设备，在旋转中优选用0.52喷嘴将所述负离子粉体浆料喷在所述三氧化二铁的粉末颗粒上，可以获得不完全包裹效果，有利于提升所述三氧化二铁的光催化激活所述纳米氧化镁的效率。

具体的，步骤S1）中，所述三氧化二铁的颗粒的粒径为400-600目，所述负离子粉体浆料和三氧化二铁的重量份数比为1:3-4；

步骤S2）中，筛网的孔径为325目。

对包裹有所述负离子粉的所述复合负离子粉进行烘干，可以提高所述负离子粉和所述复合负离子粉的结合强度。

通过325目的过筛，可以去除粘结的粒径过大的所述复合负离子粉，避免制得陶瓷砖的外观出现明显的颗粒。

具体的，所述负离子釉料制备步骤，包括:

R1）按照重量份数计算，称取长石30-35份、霞石粉8-10份、高岭土5-7份、球黏土8-10份、花都黑泥5-7份、氧化铝8-15、纳米氧化锌10-15份和所述复合负离子粉5-8份，搅拌混合均匀，制得负离子釉料混合物；

R2）在所述负离子釉料混合物加入水、羧甲基纤维素钠和三聚磷酸钠，化浆，用球磨机研磨搅拌均匀，过筛，检测筛余和比重合格，即制得所述负离子釉料。

负离子釉料相当于是溶剂，把负离子粉分散在里面，这样负离子粉可以更好的分布在瓷砖的釉层的表面。

具体的，步骤R2）中，加入的水、羧甲基纤维素钠和三聚磷酸钠占所述负离子釉料混合物的重量百分比分别为30wt%、0.15-0.20wt%和0.4wt%，筛网的孔径为325目，筛余为0.1-0.2wt%，所述负离子釉料的比重为1.41-1.45g/cm³。

加入的分散剂羧甲基纤维素钠和防沉剂三聚磷酸钠，可以使所述负离子釉浆更稳定；所述负离子釉料的比重为1.41-1.45g/cm³，可以使所述复合负离子粉富集于釉浆的表面，可使制得的所述具有光催化功能的负离子陶瓷砖具有更好的光催化和负离子功效。

所述复合负离子粉在釉层中被周边的其它釉料包裹，可保护所述复合负离子粉免于磨损，使所述具有光催化功能的负离子陶瓷砖具有更好的使用寿命。

具体的，所述烧制步骤，包括:

T1）将负离子釉料，布施在陶瓷砖坯的表面，形成所述釉层；

T2）将布施有所述负离子釉料的陶瓷砖坯烘干；

T3）将烘干的所述陶瓷砖坯，放入陶瓷辊道窑，在1192-1205℃的温度下烧制，烧制时间为54-60min，即制得所述具有光催化功能的负离子陶瓷砖。

烧制温度太低釉料烧不熟；温度太高了，釉料熔融了，容易把含有的光催化物质融掉并造成所述三氧化二铁的颗粒被完全包裹，光催化效果减弱。

制得的所述具有光催化功能的负离子陶瓷砖，各项性能均符合国标的标准要求，甲醛去除率达到90%；负离子诱发量为2200个/cm³以上，且放射性安全达标属于《GB6566-2010-建筑材料放射性核素限量》标准的A类装修材料。

实施例和对比例

1、一种具有光催化功能的负离子陶瓷砖，包括陶瓷砖坯和釉层，所述釉层的原料包括负离子粉和三氧化二铁，所述负离子粉含有纳米氧化镁；所述纳米氧化镁颗粒吸附于所述三氧化二铁的表面，所述三氧化二铁的表面被所述纳米氧化镁颗粒不完全包裹；所述纳米氧化镁和三氧化二铁的重量份数比为1:2-2.5。

按照重量份数计算，所述负离子粉的原料包括:粒径为100纳米的纳米氧化镁45-50份、氧化钙9-13份、硅微粉8-12份、氧化铝粉8-12份和二氧化钛2-3份。

按照重量份数计算，所述釉层的原料还包括:长石30-35份、霞石粉8-10份、高岭土5-7份、球黏土8-10份、花都黑泥5-7份、氧化铝8-15和纳米氧化锌10-15份；所述纳米氧化锌的粒径为3-5纳米。

2、以上具有光催化功能的负离子陶瓷砖的制备工艺，包括负离子粉体浆料制备步骤、复合负离子粉制备步骤、负离子釉料制备步骤和烧制步骤；

其中，所述负离子粉体浆料制备步骤，包括:

P1）按比例称取负离子粉的原料，混合搅拌均匀，制得负离子粉混合物；

P2）在所述负离子粉混合物中，加入水、羧甲基纤维素钠和三聚磷酸钠，化浆，用球磨机研磨搅拌均匀，制得负离子粉浆；

P3）将所述负离子粉浆，过1000目筛，筛余为0.1-0.2wt%，制得比重为1.20-1.22g/cm3的负离子粉体浆料。

步骤P2）中，加入的水、羧甲基纤维素钠和三聚磷酸钠分别为所述负离子粉混合物的重量的40wt%、0.15-0.20wt%和0.4wt%。

所述复合负离子粉制备步骤，包括:

S1）按重量份数比分别称取所述负离子粉体浆料和所述三氧化二铁，将所述负离子粉体浆料倒入喷嘴，将所述三氧化二铁放入回旋转设备，在旋转中用喷嘴将所述负离子粉体浆料喷在所述三氧化二铁的粉末颗粒上，使所述负离子粉体浆料不完全包裹在所述三氧化二铁的颗粒的外表面，制得复合负离子粉混合物；

S2）将所述复合负离子粉混合物烘干，过筛，制得所述复合负离子粉。

步骤S1）中，所述三氧化二铁的颗粒的粒径为400-600目，所述负离子粉体浆料和三氧化二铁的重量份数比为1:3-4；

步骤S2）中，筛网的孔径为325目。

所述负离子釉料制备步骤，包括:

R1）按照重量份数计算，称取长石30-35份、霞石粉8-10份、高岭土5-7份、球黏土8-10份、花都黑泥5-7份、氧化铝8-15、纳米氧化锌10-15份和所述复合负离子粉5-8份，搅拌混合均匀，制得负离子釉料混合物；

R2）在所述负离子釉料混合物加入水、羧甲基纤维素钠和三聚磷酸钠，化浆，用球磨机研磨搅拌均匀，过筛，检测筛余和比重合格，即制得所述负离子釉料。

步骤R2）中，加入的水、羧甲基纤维素钠和三聚磷酸钠占所述负离子釉料混合物的重量百分比分别为30wt%、0.15-0.20wt%和0.4wt%，筛网的孔径为325目，筛余为0.1-0.2wt%，所述负离子釉料的比重为1.41-1.45g/cm3。

所述烧制步骤，包括:

T1）将负离子釉料，布施在陶瓷砖坯的表面，形成所述釉层；

T2）将布施有所述负离子釉料的陶瓷砖坯烘干；

T3）将烘干的所述陶瓷砖坯，放入陶瓷辊道窑，在1192-1205℃的温度下烧制，烧制时间为54-60min，即制得所述具有光催化功能的负离子陶瓷砖。

3、各实施例和对比例为根据以上具有光催化功能的负离子陶瓷砖的制备工艺制得的陶瓷砖。

4、根据《T/CBMCA 004-2018》和《T/CBMCA_005—2018负离子陶瓷砖健康等级划分及标识》的标准，检测各实施例和对比例制得的陶瓷砖的负离子含量；根据建材行业执行标准JC/T1074-2008，检测各实施例和对比例制得的陶瓷砖的甲醛的净化性能和持久性的净化效率；根据《GB6566-2010-建筑材料放射性核素限量》标准，检测各实施例和对比例制得的陶瓷砖的内照射指数I_Ra和外照射指数I_r。

5、各实施例的原料成分、工艺参数和检测结果见表1，各对比例原料成分、工艺参数和检测结果见表2。

下面根据以上的各个实施例和对比例的情况和检测结果分析说明

1、根据建材行业执行标准JC/T1074-2008甲醛的净化性能的净化效率≥75%为I类，≥80%为Ⅱ类；持久性的净化效率≥60%为I类，≥65%为Ⅱ类；负离子≥2000个/cm3，健康等级为Ⅰ；1200≤负离子＜2000个/cm3，健康等级为Ⅱ；500≤负离子＜1200个/cm3，健康等级为Ⅲ；负离子＜500个/cm3，健康等级为Ⅳ。

2、根据实施例1-6的检测结果和有关数据分析可知：实施例1-6制得的陶瓷砖的负离子诱生量为2220-2380个/cm³，健康等级为Ⅰ级；甲醛的净化性能净化效率为90-93%，甲醛的持久性净化效率为70-73%，均达到并超过Ⅱ类标准的要求；说明本发明所述的具有光催化功能的负离子陶瓷砖的制备工艺是有效的，制得的所述陶瓷砖具有负离子诱生效果，相比现有技术的负离子的陶瓷制品具有更好的负离子诱生量，并且具有良好的去除甲醛的持久性和净化效率，且内照射指数小于1.0、外照射指数小于1.3，属于不受限制使用的A类装修装饰材料。

3、与实施例3对比，分析对比例1和2，对比例1和2的不同在于：负离子粉的原料中的纳米氧化镁和三氧化二铁的重量份数比不同，超出了1：2-2.5的范围；对比例1的纳米氧化镁和三氧化二铁的重量份数比为1：1.7，高于1：2-2.5的最高值1：2，导致对比例1的三氧化二铁被完全包裹，三氧化二铁的光催化作用不足，对比例1的负离子诱生量、甲醛净化效率和持久性均比实施例3有明显的降低；对比例2的纳米氧化镁和三氧化二铁的重量份数比为1：2.8，低于1：2-2.5的最低值1：2.5，导致对比例2的三氧化二铁的含量过多，光催化作用充足，但负离子诱生量没有因为三氧化二铁的的含量的增加而增强，对比例2的负离子诱生量、甲醛净化效率和持久性均比实施例3更好，但没有超过实施例6的效果；故此，纳米氧化镁和三氧化二铁的重量份数比为1：2-2.5的范围值设置是较为适宜的。

4、与实施例3对比，分析对比例3和4，对比例3和4的不同在于：负离子粉中加入的纳米氧化镁的重量份数的不同，超出了40-50份的范围；对比例3加入的纳米氧化镁的重量份数为35，低于40-50的最低值40，导致对比例3的负离子浆料的纳米氧化镁含量不足，诱发负离子的电离能量低，造成对比例3的负离子诱生量、甲醛净化效率和持久性均比实施例3有明显的降低；对比例4加入的纳米氧化镁的重量份数为55，高于40-50份的最高值50，导致对比例4的纳米氧化镁过量，但负离子诱生量没有因为纳米氧化镁的含量的增加而增强，对比例4的负离子诱生量、甲醛净化效率和持久性均比实施例3更好，但没有超过实施例6的效果；故此，负离子粉中纳米氧化镁的重量份数为40-50份的范围值设置是较为适宜的。

5、与实施例3对比，分析对比例5和6，对比例5和6的不同在于：负离子粉中加入的纳米氧化锌的重量份数的不同，超出了10-15份的范围；对比例5加入的纳米氧化锌的重量份数为8，低于10-15的最低值10，导致对比例5的负离子浆料的纳米氧化锌含量不足，光催化的能量不足，造成对比例5的负离子诱生量、甲醛净化效率和持久性均比实施例3有明显的降低；对比例6加入的纳米氧化锌的重量份数为18，高于10-15份的最高值15，导致对比例6的纳米氧化锌过量，但负离子诱生量没有因为纳米氧化锌的含量的增加而增强，对比例6的负离子诱生量、甲醛净化效率和持久性均比实施例3更好，但没有超过实施例6的效果；故此，负离子粉中纳米氧化锌的重量份数为10-15份的范围值设置是较为适宜的。

6、与实施例3对比，分析对比例7和8，对比例7和8的不同在于：负离子釉料中加入的复合负离子粉的重量份数的不同，超出了复合负离子粉的重量份数为5-8份的范围；对比例7加入的复合负离子粉的重量份数分别为3份，低于5-8份的最低值5，导致对比例7的负离子釉料含有的复合负离子粉的重量份数不足，诱发负离子的电离能量低，造成对比例7的负离子诱生量、甲醛净化效率和持久性均比实施例3有明显的降低；对比例8加入的复合负离子粉的重量份数分别为10，高于5-8份的最高值10，导致对比例8的复合负离子粉过量，但负离子诱生量没有因为复合负离子粉的含量的增加而增强，对比例8的负离子诱生量、甲醛净化效率和持久性均比实施例3更好，但没有超过实施例6的效果；故此，负离子釉料中复合负离子粉的重量份数为5-8份的范围值设置是较为适宜的。

7、与实施例3对比，分析对比例9，对比例9的不同在于：负离子粉的原料中不含三氧化二铁；导致对比例9的所述纳米氧化镁没有包裹的基体，所述负离子粉在釉浆的表面的分布少，对比例9的负离子诱生量、甲醛净化效率和持久性效果比对比例1-8都更差；故此，所述纳米氧化镁没有包裹于所述三氧化二铁的表面，所述纳米氧化镁的水分子的电离效果差，制得的所述的具有光催化功能的负离子陶瓷砖的空气净化效率低于60%不能满足使用的要求。

8、实施例3对比，分析对比例10，对比例10的不同在于：负离子粉的原料中不含纳米氧化镁；导致对比例10的负离子诱生量、甲醛净化效率和持久性效果均为无效；故此，没有所述纳米氧化镁的水分子电离性能，所述负离子粉没有负离子的诱生功能，制得的所述的具有光催化功能的负离子陶瓷砖不具有使用的负离子功能。

综上所述，本发明所述的具有光催化功能的负离子陶瓷砖，包括的所述纳米氧化镁的晶格缺陷表面具有氧空位，可使空气中的水分子电离产生负离子；所述三氧化二铁具有光催化性能，通过三氧化二铁的光催化性能可以提高纳米氧化镁电离水分子的速率。

本发明还提出了一种所述的具有光催化功能的负离子陶瓷砖的制备工艺，所述纳米氧化镁把所述三氧化二铁的颗粒表面不完全包裹住，并在烧成的时候保留所述三氧化二铁颗粒的部分表面暴露于釉层表面，可以更好的利用所述三氧化二铁的光催化性能提高所述纳米氧化镁的电离空气中的水分子的性能，提高产生的负离子的浓度和效率。

本发明所述具有光催化功能的负离子陶瓷砖的制备工艺，制得的负离子陶瓷砖具有良好的甲醛清除功效，并在过滤空气的同时产生大量的负离子，负离子为2200个/cm3以上，且甲醛净化效率可满足JC/T1074-2008标准的Ⅱ类要求，不含稀土元素和放射性物质，安全环保，放射性达到《GB6566-2010-建筑材料放射性核素限量》标准的A类装修材料的要求，可安全地不受限制的用于各种场所。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施方式，可以理解的是，上述实施方式是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施实施进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种具有光催化功能的负离子陶瓷砖，其特征在于，包括陶瓷砖坯和釉层，所述釉层的原料包括负离子粉和三氧化二铁，所述负离子粉含有纳米氧化镁；所述纳米氧化镁颗粒吸附于所述三氧化二铁的表面，所述三氧化二铁的表面被所述纳米氧化镁颗粒不完全包裹；所述纳米氧化镁和三氧化二铁的重量份数比为1:2-2.5；

所述三氧化二铁的颗粒的粒径为400-600目；

按照重量份数计算，所述负离子粉的原料包括: 粒径为100纳米的纳米氧化镁45-50份、氧化钙9-13份、硅微粉8-12份、氧化铝粉8-12份和二氧化钛2-3份；

用于制备所述釉层的负离子釉料的比重为1.41-1.45g/cm³；

制得的所述具有光催化功能的负离子陶瓷砖的负离子诱生量为2220-2380个/cm³。

2.根据权利要求1所述的具有光催化功能的负离子陶瓷砖，其特征在于，按照重量份数计算，所述釉层的原料还包括:长石30-35份、霞石粉8-10份、高岭土5-7份、球黏土8-10份、花都黑泥5-7份、氧化铝8-15和纳米氧化锌10-15份；所述纳米氧化锌的粒径为3-5纳米。

3.一种根据权利要求1-2任一所述的具有光催化功能的负离子陶瓷砖的制备工艺，其特征在于，包括负离子粉体浆料制备步骤、复合负离子粉制备步骤、负离子釉料制备步骤和烧制步骤；

其中，所述负离子粉体浆料制备步骤包括:

P1）按比例称取负离子粉的原料，混合搅拌均匀，制得负离子粉混合物；

P2）在所述负离子粉混合物中，加入水、羧甲基纤维素钠和三聚磷酸钠，化浆，用球磨机研磨搅拌均匀，制得负离子粉浆；

P3）将所述负离子粉浆，过1000目筛，筛余为0.1-0.2wt%，制得比重为1.20-1.22g/cm³的负离子粉体浆料。

4.根据权利要求3所述的具有光催化功能的负离子陶瓷砖的制备工艺，其特征在于，步骤P2）中，加入的水、羧甲基纤维素钠和三聚磷酸钠分别为所述负离子粉混合物的重量的40wt%、0.15-0.20wt%和0.4wt%。

5.根据权利要求3所述的具有光催化功能的负离子陶瓷砖的制备工艺，其特征在于，所述复合负离子粉制备步骤包括:

S1）按重量份数比分别称取所述负离子粉体浆料和所述三氧化二铁，将所述负离子粉体浆料倒入喷嘴，将所述三氧化二铁放入回旋转设备，在旋转中用喷嘴将所述负离子粉体浆料喷在所述三氧化二铁的粉末颗粒上，使所述负离子粉体浆料不完全包裹在所述三氧化二铁的颗粒的外表面，制得复合负离子粉混合物；

S2）将所述复合负离子粉混合物烘干，过筛，制得所述复合负离子粉。

6.根据权利要求5所述的具有光催化功能的负离子陶瓷砖的制备工艺，其特征在于，步骤S1）中，所述负离子粉体浆料和三氧化二铁的重量份数比为1:3-4；

步骤S2）中，筛网的孔径为325目。

7.根据权利要求3所述的具有光催化功能的负离子陶瓷砖的制备工艺，其特征在于，所述负离子釉料制备步骤包括:

R1）按照重量份数计算，称取长石30-35份、霞石粉8-10份、高岭土5-7份、球黏土8-10份、花都黑泥5-7份、氧化铝8-15、纳米氧化锌10-15份和所述复合负离子粉5-8份，搅拌混合均匀，制得负离子釉料混合物；

R2）在所述负离子釉料混合物加入水、羧甲基纤维素钠和三聚磷酸钠，化浆，用球磨机研磨搅拌均匀，过筛，检测筛余和比重合格，即制得所述负离子釉料。

8.根据权利要求7所述的具有光催化功能的负离子陶瓷砖的制备工艺，其特征在于，步骤R2）中，加入的水、羧甲基纤维素钠和三聚磷酸钠占所述负离子釉料混合物的重量百分比分别为30wt%、0.15-0.20wt%和0.4wt%，筛网的孔径为325目，筛余为0.1-0.2wt%。

9.根据权利要求3所述的具有光催化功能的负离子陶瓷砖的制备工艺，其特征在于，所述烧制步骤包括:

T1）将负离子釉料，布施在陶瓷砖坯的表面，形成所述釉层；

T2）将布施有所述负离子釉料的陶瓷砖坯烘干；

T3）将烘干的所述陶瓷砖坯，放入陶瓷辊道窑，在1192-1205℃的温度下烧制，烧制时间为54-60min，即制得所述具有光催化功能的负离子陶瓷砖。