CN114074964A - 一种碳气凝胶复合涂层的制备方法及降解装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种碳气凝胶复合涂层的制备方法及降解装置。根据本发明实施例的碳气凝胶复合涂层的制备方法包括：制备碳气凝胶浆料；制备金属氧化物浆料；制备清漆溶液；将基材浸渍在所述碳气凝胶浆料中，得到第一中间基材；将所述第一中间基材浸渍在所述金属氧化物浆料中，得到第二中间基材；将所述第二中间基材浸渍在所述清漆溶液中，得到所述碳气凝胶复合涂层。根据本发明实施例的碳气凝胶复合涂层的制备方法及降解装置，能够增强光催化、消毒杀菌效能，提高水体净化效率，并且方便在各类基材上负载，具有广阔的应用场景。

Description

一种碳气凝胶复合涂层的制备方法及降解装置
技术领域
本发明涉及复合材料技术领域，特别涉及一种碳气凝胶复合涂层的制备方法及降解装置。
背景技术
随着城镇化、工业化的不断发展，生活污废水、工业污废水的大量持续排放，导致河水、湖泊等出现水质急剧下降等问题。随着人们环保意识的不断提高，对水体治理提出了越来越高的要求。
在现有技术中，水体处理的技术种类繁多，包括过滤、分离及其强化技术等物理方法，化学混凝、沉淀、电化学、磁处理技术等化学方法，还有生物及其强化技术，物理、化学及生化联用技术等。
1967年藤岛昭教授在一次试验中发现光催化反应，即某些金属氧化物能够在光照射下的条件下能够将有机污物彻底降解为二氧化碳与水，同时材料自身无损耗。这一技术被环保界认为是21世纪环境净化领域的革命性突破，被誉为"当今世界最理想的环境净化技术"。它在能源和环境领域有着重要应用前景。迄今为止，科研工作者已发现多种金属氧化物都具有光催化特性，有些金属氧化物还能在非光照的条件下达到消毒杀菌效果。目前，光催化技术已经广泛地应用于环保的水处理、空气处理领域。但是现有的用于水体处理的光催化反应，具有效能低、综合性能差等问题。
因此，希望能有一种新的碳气凝胶复合涂层的制备方法及降解装置，能够克服上述问题。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种碳气凝胶复合涂层的制备方法及降解装置，从而增强光催化、消毒杀菌效能，提高水体净化效率，并且方便在各类基材上负载，具有广阔的应用场景。
根据本发明的一方面，提供一种碳气凝胶复合涂层的制备方法，包括制备碳气凝胶浆料；制备金属氧化物浆料；制备清漆溶液；将基材浸渍在所述碳气凝胶浆料中，得到第一中间基材；将所述第一中间基材浸渍在所述金属氧化物浆料中，得到第二中间基材；将所述第二中间基材浸渍在所述清漆溶液中，得到所述碳气凝胶复合涂层。
优选地，将水、碳气凝胶粉末和分散剂混合搅拌，以制得所述碳气凝胶浆料，其中，所述分散剂为水性分散剂，所述水性分散剂的浓度为1-10％；所述碳气凝胶浆料的质量比浓度为5-40％。
优选地，将水、碳气凝胶粉末和分散剂混合搅拌，以制得所述碳气凝胶浆料，其中，所述碳气凝胶粉末的粒度为20-3000目，比表面积大于1200m2/g，密度为0.1-0.4g/cm3。
优选地，将水、金属氧化物粉末和分散剂混合搅拌，以制得所述金属氧化物浆料，其中，所述分散剂为水性分散剂，所述水性分散剂的浓度为1-10％；所述金属氧化物浆料的质量比浓度为5-40％。
优选地，将水、金属氧化物粉末和分散剂混合搅拌，以制得所述金属氧化物浆料，其中，所述金属氧化物粉末具有光催化降解活性和/或杀菌活性；所述金属氧化物粉末包括选自氧化银、氧化锌、氧化铝、氧化镁和氧化钛中的至少一种；所述金属氧化物粉末的粒度为50nm-20μm。
优选地，将水和清漆混合搅拌，以制得所述清漆溶液，其中，所述清漆溶液的浓度为1-20％。
优选地，所述将基材浸渍在所述碳气凝胶浆料中，得到第一中间基材包括：将所述基材浸渍在所述碳气凝胶浆料中；以及将浸渍后的所述基材取出烘干，得到所述第一中间基材，其中，所述基材浸渍时，将浸渍环境抽真空；浸渍时间为1-3小时；所述烘干的温度为60-150℃。
优选地，所述将所述第一中间基材浸渍在所述金属氧化物浆料中，得到第二中间基材包括：将所述第一中间基材浸渍在所述金属氧化物浆料中；以及将浸渍后的所述第一中间基材取出烘干，得到所述第二中间基材，其中，所述第一中间基材浸渍时，将浸渍环境抽真空；浸渍温度为50-80℃；浸渍时间为1-3小时；所述烘干的温度为60-150℃。
优选地，所述将所述第二中间基材浸渍在所述清漆溶液中，得到所述碳气凝胶复合涂层包括：将所述第二中间基材浸渍在所述清漆溶液中；以及将浸渍后的第二中间基材取出烘干，得到所述碳气凝胶复合涂层，其中，浸渍温度为50-80℃；浸渍时间为5-30分钟；所述烘干的温度为80-180℃。
根据本发明的另一方面，提供一种降解装置，包括基材；以及碳气凝胶复合涂层，覆盖在所述基材上，其中，所述碳气凝胶复合涂层通过如前所述的制备方法制得。
根据本发明实施例的碳气凝胶复合涂层的制备方法及降解装置，三层浸渍法的使用可确保碳气凝胶材料及金属氧化物纳米粉末能够均匀有效地负载、分散及复合，发挥协同光催化作用，增强了光催化、消毒杀菌效能，大大增强材料的吸附降解效率和水体净化效率；三层浸渍工艺提高了材料的粘接牢固性、耐酸碱、耐污染等性能，可以应对水流冲击、酸碱腐蚀、水生物污染等问题，并且方便在各类基材上负载，具有广阔的应用场景，是一种可广泛应用的新型绿色环保材料。
根据本发明实施例的碳气凝胶复合涂层的制备方法及降解装置，能够发挥碳气凝胶材料与金属氧化物的协同催化效应，大大提高材料对有机物有害细菌的降解和杀灭能力；碳气凝胶利用其极大的比表面积将纳米级别的金属氧化物粉末进行良好的吸附和分散，使金属氧化物的活化点大幅增加，效能也随之增大；碳气凝胶对紫外波段至红外波段的光线有强烈吸收，号称超级黑材料，能够最大限度协同金属氧化物利用光照能量进行有机物降解及消毒杀菌；碳气凝胶的强吸附能力，能够避免金属氧化物在光照下产生的活性粒子，如电子、空穴等，发生复合失活，从而大幅提高材料的催化降解能力；碳气凝胶以其强吸附性能够吸附有机物，提高小范围内有机物浓度，能显著加速降解反应的进行；降解反应不断消耗掉已被吸附的有机物，使碳气凝胶的吸附能力始终得以保持，二者效果相辅相成；碳气凝胶材料与金属氧化物经过复合之后能够发挥多重协同催化效应，从而大幅度提高了材料的光催化降解和消毒杀菌的效率。
根据本发明实施例的碳气凝胶复合涂层的制备方法及降解装置，在浸渍时将浸渍环境抽真空，保证了浸渍的均匀性。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1示出了根据本发明实施例一的碳气凝胶复合涂层的制备方法的方法流程图；
图2示出了根据本发明实施例二的碳气凝胶复合涂层的制备方法的工艺流程图；
图3示出了根据本发明实施例三的降解装置的基材示意图；
图4示出了根据本发明实施例三的降解装置的示意图；
图5示出了根据本发明实施例四的降解装置的基材示意图；
图6示出了根据本发明实施例四的降解装置的示意图。
具体实施方式
以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，在图中可能未示出某些公知的部分。
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。在下文中描述了本发明的许多特定的细节，例如部件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本发明。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本发明。
应当理解，在描述部件的结构时，当将一层、一个区域称为位于另一层、另一个区域“上面”或“上方”时，可以指直接位于另一层、另一个区域上面，或者在其与另一层、另一个区域之间还包含其它的层或区域。并且，如果将部件翻转，该一层、一个区域将位于另一层、另一个区域“下面”或“下方”。
碳气凝胶是由纳米碳颗粒相互粘结、叠加组成的具有三维纳米网络结构的无定型碳材料，其孔隙率高达80至98％，典型孔隙尺寸小于50nm，比表面积高达1200-3000m2/g，是一种纳米孔结构可控、高纯度、高导电性、对可见光强烈吸收的新型碳材料，也被成为超黑材料，可广泛地应用于电化学储能、催化剂负载、超黑涂层、环保吸附等多个领域。
光催化反应，即某些金属氧化物能够在光照射下的条件下能够将有机污物彻底降解为二氧化碳与水，同时材料自身无损耗。
发明人想要提供一种用碳气凝胶材料与具有光催化活性或具有消毒杀菌的金属氧化物材料制备复合涂层的技术。
图1示出了根据本发明实施例一的碳气凝胶复合涂层的制备方法的方法流程图。如图1所示，根据本发明实施例一的制备方法包括以下步骤：
在步骤S101中，制备碳气凝胶浆料；
制备碳气凝胶浆料。例如将水、碳气凝胶粉末和分散剂混合搅拌，以制得碳气凝胶浆料。可选地，将碳气凝胶粉末，通过添加分散剂，与水调制成均匀碳气凝胶浆料。分散剂例如为水性分散剂。
在步骤S102中，制备金属氧化物浆料；
制备金属氧化物浆料。例如将水、金属氧化物粉末和分散剂混合搅拌，以制得金属氧化物浆料。可选地，将具有光催化降解活性和/或具有杀菌活性的金属氧化物粉末，通过添加水性分散剂，与水调制成均匀金属氧化物浆料。
在步骤S103中，制备清漆溶液；
制备清漆溶液。例如将水和清漆混合搅拌，以制得清漆溶液。可选地，用清漆类材料与水调制成清漆(水)溶液。
在步骤S104中，将基材浸渍在碳气凝胶浆料中，得到第一中间基材；
将基材浸渍在碳气凝胶浆料中，得到第一中间基材。例如将各类基材浸渍于碳气凝胶浆料中，然后取出烘干，完成第一层浸渍，基材浸渍后得到第一中间基材。
在步骤S105中，将第一中间基材浸渍在金属氧化物浆料中，得到第二中间基材；
将第一中间基材浸渍在金属氧化物浆料中，得到第二中间基材。例如将第一中间基材浸渍于金属氧化物浆料中，然后取出烘干，完成第二层浸渍，第一中间基材浸渍后得到第二中间基材。
在步骤S106中，将第二中间基材浸渍在清漆溶液中，得到碳气凝胶复合涂层。
将第二中间基材浸渍在清漆溶液中，得到碳气凝胶复合涂层。例如将第二中间基材浸渍于清漆(水)溶液中，然后取出烘干，完成第三层浸渍，第二中间基材浸渍后得到碳气凝胶复合涂层。
在本发明的实施例中，经过上述步骤，基材的表面覆盖有碳气凝胶复合涂层。
需要说明的是，上述步骤并无严格的顺序要求。优选地，顺序要求包括：步骤S105发生在步骤S104之后；步骤S106发生在步骤S105之后；步骤S104发生在步骤S101之后；步骤S105发生在步骤S102之后；步骤S106发生在步骤S103之后。在满足上述顺序要求的条件下，可以任意调整安排制造步骤的顺序。
在本发明的可选实施例中，将碳气凝胶粉末，通过添加水性分散剂，与水调制成均匀碳气凝胶浆料。其中，水性分散剂的浓度为1-10％；调制得到的碳气凝胶浆料的质量比浓度为5-40％。
在本发明的可选实施例中，使用碳气凝胶粉末制备碳气凝胶浆料。碳气凝胶粉末的粒度为20-3000目，比表面积大于1200m2/g，密度为0.1-0.4g/cm3。
在本发明的可选实施例中，将具有光催化降解活性和/或具有杀菌活性的金属氧化物粉末，通过添加水性分散剂，与水调制成均匀金属氧化物浆料。其中，水性分散剂的浓度为1-10％；调制得到的金属氧化物浆料的质量比浓度为5-40％。
在本发明的可选实施例中，金属氧化物粉末包括选自Ag2O(氧化银)、ZnO(氧化锌)、
Figure BDA0002631585030000061
(氧化铝)、MgO(氧化镁)、TiO2(氧化钛)中的至少一种，可以是其中的一种单独添加，也可以是多种混合添加。金属氧化物粉末的粒度例如为50nm-20μm之间。
在本发明的可选实施例中，用清漆类材料与水调制成清漆溶液。其中，调制得到的清漆溶液的浓度为1-20％。
在本发明的可选实施例中，使用的基材包括但不限于纺织品(布料、网状织物、纤维棉、无纺布等)、滤材(石料、陶瓷、砂石等)、塑料制品(塑料网、塑料纤维制品、塑料壳板制品等)、纸质品、工艺品、其他材料的纤维制品或壳板制品等。
在本发明的可选实施例中，将基材浸渍在碳气凝胶浆料中，得到第一中间基材包括：
第一步，将基材浸渍于碳气凝胶浆料中。可选地，基材浸渍时，将浸渍环境抽真空。浸渍的时间例如为1-3小时。
第二步，将浸渍后的基材取出烘干，得到第一中间基材。可选地，烘干的温度为60-150℃。
在本发明的可选实施例中，将第一中间基材浸渍在金属氧化物浆料中，得到第二中间基材包括：
第一步，将第一中间基材浸渍在金属氧化物浆料中。可选地，第一中间基材浸渍时，将浸渍环境抽真空。浸渍温度为50-80℃。浸渍的时间例如为1-3小时。
第二步，将浸渍后的第一中间基材取出烘干，得到第二中间基材。可选地，烘干的温度为60-150℃。
在本发明的可选实施例中，将第二中间基材浸渍在清漆溶液中，得到碳气凝胶复合涂层包括：
第一步，将第二中间基材浸渍在清漆溶液中。可选地，浸渍温度为50-80℃。浸渍的时间例如为5-30分钟。
第二步，将浸渍后的第二中间基材取出烘干，得到碳气凝胶复合涂层。可选地，烘干的温度为80-180℃。
在本发明的可选实施例中，碳气凝胶复合涂层的制备方法为三层浸渍法。首先将碳气凝胶粉末材料与水制成质量浓度为5-40％的碳气凝胶浆料，并添加1-10％的分散剂；将各类基材，如网布、滤材、滤芯等在碳气凝胶浆料中浸渍，浸渍环境抽真空以保证浸渍的均匀性；浸渍后的基材取出烘干，烘干后完成第一层浸渍。其次将具有光催化降解活性或具有杀菌活性的金属氧化物纳米粉末，如AgO、ZnO、TiO2等材料，添加分散剂后制备成质量浓度为1-40％的金属氧化物浆料；在50-80℃下进行二次真空浸渍，并干燥，干燥后完成第二层浸渍。最后调节1-20％浓度的清漆水溶液对材料进行浸渍；浸渍后取出干燥，干燥后完成第三层浸渍，获得成品(降解装置)。
根据本发明实施例的碳气凝胶复合涂层的制备方法，三层浸渍法的使用可确保碳气凝胶材料及金属氧化物纳米粉末能够均匀有效地负载、分散及复合，发挥协同光催化作用，大大增强材料的吸附降解效率，同时材料粘接牢固，可以应对水流冲击、酸碱腐蚀、水生物污染等问题。用这种方法制备的网布、滤材产品可以广泛应用于黑臭水体治理、河道湖泊水质净化、水源地维护、生态景观水域维护、水产养殖、家用净水器等领域。
图2示出了根据本发明实施例二的碳气凝胶复合涂层的制备方法的工艺流程图。如图2所示，根据本发明实施例二的制备方法包括：
将碳气凝胶粉末，通过添加水性分散剂，与水调制成均匀碳气凝胶浆料。
将基材浸渍于碳气凝胶浆料中，然后取出烘干，完成第一层浸渍。
将具有光催化降解活性和/或具有杀菌活性的金属氧化物粉末，通过添加水性分散剂和/或粘结剂，与水调制成均匀金属氧化物浆料。
将完成第一层浸渍的基材浸渍于金属氧化物浆料中，然后取出烘干，完成第二层浸渍。
用清漆类材料与水调制成清漆水溶液。
将完成第二层浸渍的基材浸渍于清漆水溶液中，然后取出烘干，完成第三层浸渍，(在基材表面)获得碳气凝胶复合涂层。
根据本发明的另一方面，提供一种降解装置。根据本发明实施例的降解装置包括基材和覆盖在基材上的碳气凝胶复合涂层。其中，碳气凝胶复合涂层通过上述方法制得。可选地，碳气凝胶复合涂层覆盖在基材的表面。可选地，基材为多孔结构，碳气凝胶复合涂层覆盖在孔壁上。
以下提供两个具体的实施例，详细说明碳气凝胶复合涂层的制备方法和制得的降解装置。
实施例三：
图3示出了根据本发明实施例三的降解装置的基材示意图。如图3所示，根据本发明实施例三的基材为锦纶丝网布，网布尺寸为0.25×0.25m2，网布的密度(克重)为500g/m2。锦纶丝网布的颜色例如为白色。
根据本发明实施例三的碳气凝胶复合涂层的制备方法，具体包括以下步骤：
将水、碳气凝胶粉末和分散剂均匀搅拌2小时，获得碳气凝胶浆料。其中，使用的水为70ml；使用的碳气凝胶粉末为30g，碳气凝胶粉末的粒度为80μm，比表面积为1800m2/g，密度为0.25g/cm3；分散剂为型号DS-195的水性分散剂，使用的水性分散剂为5g。
将锦纶丝网布(基材)放置于密闭容器，浸渍于制得的碳气凝胶浆料中，并(对密闭容器)抽真空。锦纶丝网布浸渍两小时后取出，并干燥(干燥温度为120℃)，完成基材的第一层浸渍。
将水、金属氧化物(粉末)和分散剂(分散剂和粘合剂的复合)均匀搅拌混合2小时，获得金属氧化物浆料。其中，使用的水为90ml；使用的金属氧化物为MgO-AL2O3(氧化镁和氧化铝)纳米混合粉末，使用的混合粉末为10g，粒度D50为5nm；使用的分散剂和粘合剂的复合，为型号为DS-172的5g水性分散剂。
将第一层浸渍后的锦纶丝网布放置于密闭容器中，浸渍于制得的金属氧化物浆料中，并抽真空。浸渍温度为80℃，浸渍时间为2小时。浸渍后取出干燥(干燥温度为120℃)，完成基材的第二层浸渍。
将水和清漆均匀搅拌2小时，获得清漆水溶液。其中，使用的水为90ml；使用的清漆为10ml的丙烯酸清漆。
将第二层浸渍后的锦纶丝网布放置于密闭容器中，浸渍于制得的清漆水溶液中，并抽真空。浸渍温度为80℃，浸渍时间为30分钟。浸渍后取出干燥(干燥温度为150℃)，完成基材的第三层浸渍，获得成品(降解装置)。图4示出了根据本发明实施例三的降解装置的示意图，即上述的成品的示意图。成品为负载有碳气凝胶复合涂层的超黑生态网布。成品的颜色例如为黑色。根据本发明实施例三的降解装置可广泛应用于水污染的治理、水体质量的维护、水产养殖和观赏水族箱的净化等。
根据本发明上述实施例的碳气凝胶复合涂层的制备方法，通过第一层浸渍，将碳气凝胶首先独立地负载于基材之上，能够最大限度地保留碳气凝胶原有的微孔结构和大比表面积的特性，从而不会在混料过程中出现堵孔现象，不会降低碳气凝胶的微孔的有效面积；在此基础上，进行第二层浸渍，由于碳气凝胶的微孔得到有效保留，纳米金属氧化物能够实现在微孔中的均匀分散，能够最大限度地利用碳气凝胶大比表面积的性能特点，大幅增加金属氧化物的活化点，充分发挥碳气凝胶吸附特性与金属氧化物催化降解特性的协同效应，成倍提升材料的效能；通过第三层浸渍，在涂层表面形成耐腐蚀粘接层，在不严重影响材料性能的前提下，大幅增强碳气凝胶涂层的机械强度和耐腐蚀性能，使其能够在复杂的弱酸碱环境下，有冲击力的环境下长期使用。
实施例四：
图5示出了根据本发明实施例四的降解装置的基材示意图。图5(a)示出了根据本发明实施例四的降解装置的基材的立体结构示意图。图5(b)示出了根据本发明实施例四的降解装置的基材的主视示意图。如图5所示，根据本发明实施例四的基材为(陶瓷)细菌屋。细菌屋为淡黄色大孔陶瓷方柱，中部有贯穿圆孔。细菌屋长为10cm，边长为3cm，圆孔直径为1cm。
根据本发明实施例四的碳气凝胶复合涂层的制备方法，具体包括以下步骤：
将水、碳气凝胶粉末和分散剂均匀搅拌2小时，获得碳气凝胶浆料。其中，使用的水为70ml；使用的碳气凝胶粉末为30g，碳气凝胶粉末的粒度D50为80μm，比表面积大于2000m2/g，密度为0.16-0.20g/cm3；分散剂为型号DS-195的水性分散剂，使用的水性分散剂为5g。
将细菌屋(基材)置于密闭容器，浸渍于制得的碳气凝胶浆料中，并(对密闭容器)抽真空。细菌屋浸渍一小时后取出，并干燥(干燥温度为120℃)，完成基材的第一层浸渍。
将水、金属氧化物(粉末)和分散剂(分散剂和粘合剂的复合)均匀搅拌混合2小时，获得金属氧化物浆料。其中，使用的水为90ml；使用的金属氧化物为TiO2(氧化钛)纳米混合粉末，使用的混合粉末为10g，粒度D50为5nm；使用的分散剂和粘合剂的复合，为型号为DS-172的5g水性分散剂。
将第一层浸渍后的细菌屋至于密闭容器中，浸渍于制得的金属氧化物浆料中，并抽真空。浸渍温度为80℃，浸渍时间为1小时。浸渍后取出干燥(干燥温度为120℃)，完成基材的第二层浸渍。
将水和清漆均匀搅拌2小时，获得清漆水溶液。其中，使用的水为90ml；使用的清漆为10ml的丙烯酸清漆。
将第二层浸渍后的细菌屋放置于密闭容器中，浸渍于制得的清漆水溶液中，并抽真空。浸渍温度为80℃，浸渍时间为30分钟。浸渍后取出干燥，干燥温度为150℃，干燥时间为2小时，完成基材的第三层浸渍，获得成品(降解装置)。图6示出了根据本发明实施例四的降解装置的示意图，即上述的成品的示意图。成品为负载有碳气凝胶复合涂层的超黑陶瓷细菌屋。成品的颜色例如为黑色。根据本发明实施例四的降解装置可用作大型水族箱过滤滤材，能够有效降解水族箱内有机物及氨氮污染物，可除臭净水，使水族箱水质长期保持清澈透明，同时巨大的比表面积增加了水族箱内有益菌类的生存场所，使用本品后水族箱还可以实现免换水。
实施例四与实施例三中所述的制备步骤大体相同，但由于产成品的基材和应用场景有明显差距，应根据基材特性和应用需求的性能指标进行针对性地调整，包括但不限于以下内容：金属氧化物的种类、基本参数及添加量，碳气凝胶的基本参数及添加量、分散剂及粘接剂的种类、基本参数及添加量，制备过程中的工艺参数调整等。同样的，本发明不限于上文提到的实施例，各类参数和原材料的变化及组合均在本发明专利的保护范围之内
应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种碳气凝胶复合涂层的制备方法，其特征在于，包括：
制备碳气凝胶浆料；
制备金属氧化物浆料；
制备清漆溶液；
将基材浸渍在所述碳气凝胶浆料中，得到第一中间基材；
将所述第一中间基材浸渍在所述金属氧化物浆料中，得到第二中间基材；
将所述第二中间基材浸渍在所述清漆溶液中，得到所述碳气凝胶复合涂层。
2.根据权利要求1所述的碳气凝胶复合涂层的制备方法，其特征在于，将水、碳气凝胶粉末和分散剂混合搅拌，以制得所述碳气凝胶浆料，
其中，所述分散剂为水性分散剂，所述水性分散剂的浓度为1-10％；
所述碳气凝胶浆料的质量比浓度为5-40％。
3.根据权利要求1所述的碳气凝胶复合涂层的制备方法，其特征在于，将水、碳气凝胶粉末和分散剂混合搅拌，以制得所述碳气凝胶浆料，
其中，所述碳气凝胶粉末的粒度为20-3000目，比表面积大于1200m2/g，密度为0.1-0.4g/cm3。
4.根据权利要求1所述的碳气凝胶复合涂层的制备方法，其特征在于，将水、金属氧化物粉末和分散剂混合搅拌，以制得所述金属氧化物浆料，
其中，所述分散剂为水性分散剂，所述水性分散剂的浓度为1-10％；
所述金属氧化物浆料的质量比浓度为5-40％。
5.根据权利要求1所述的碳气凝胶复合涂层的制备方法，其特征在于，将水、金属氧化物粉末和分散剂混合搅拌，以制得所述金属氧化物浆料，
其中，所述金属氧化物粉末具有光催化降解活性和/或杀菌活性；
所述金属氧化物粉末包括选自氧化银、氧化锌、氧化铝、氧化镁和氧化钛中的至少一种；
所述金属氧化物粉末的粒度为50nm-20μm。
6.根据权利要求1所述的碳气凝胶复合涂层的制备方法，其特征在于，将水和清漆混合搅拌，以制得所述清漆溶液，
其中，所述清漆溶液的浓度为1-20％。
7.根据权利要求1所述的碳气凝胶复合涂层的制备方法，其特征在于，所述将基材浸渍在所述碳气凝胶浆料中，得到第一中间基材包括：
将所述基材浸渍在所述碳气凝胶浆料中；以及
将浸渍后的所述基材取出烘干，得到所述第一中间基材，
其中，所述基材浸渍时，将浸渍环境抽真空；浸渍时间为1-3小时；
所述烘干的温度为60-150℃。
8.根据权利要求1所述的碳气凝胶复合涂层的制备方法，其特征在于，所述将所述第一中间基材浸渍在所述金属氧化物浆料中，得到第二中间基材包括：
将所述第一中间基材浸渍在所述金属氧化物浆料中；以及
将浸渍后的所述第一中间基材取出烘干，得到所述第二中间基材，
其中，所述第一中间基材浸渍时，将浸渍环境抽真空；浸渍温度为50-80℃；浸渍时间为1-3小时；
所述烘干的温度为60-150℃。
9.根据权利要求1所述的碳气凝胶复合涂层的制备方法，其特征在于，所述将所述第二中间基材浸渍在所述清漆溶液中，得到所述碳气凝胶复合涂层包括：
将所述第二中间基材浸渍在所述清漆溶液中；以及
将浸渍后的第二中间基材取出烘干，得到所述碳气凝胶复合涂层，
其中，浸渍温度为50-80℃；浸渍时间为5-30分钟；
所述烘干的温度为80-180℃。
10.一种降解装置，其特征在于，包括：
基材；以及
碳气凝胶复合涂层，覆盖在所述基材上，
其中，所述碳气凝胶复合涂层通过如权利要求1-9所述的制备方法制得。
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