一种具有光催化性能的乳白玻璃涂层的制备方法，将Ti(SO4)2用去离子水配成的A溶液在40～50℃下加入水玻璃水溶液中；然后加入由稀硫酸和氢氟酸混合而成的混合酸B液以调整pH值至6.0～6.5，继续搅拌并静置，得到SiO2-TiO2溶胶C液，将其涂敷在敏化处理后的玻璃基片上干燥，在敏化后的玻璃基片表面形成了SiO2-TiO2凝胶涂层；将带有SiO2-TiO2凝胶涂层的敏化后的玻璃基片置于电热炉内加热煅烧1～1.5h，随炉冷却后取出，得到具有光催化性能的乳白玻璃涂层。测试结果表明，涂层中含锐钛矿和金红石两种晶相，因而具有光催化性能和乳白装饰两种功效。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】，将Ti(SO4)2用去离子水配成的A溶液在40～50℃下加入水玻璃水溶液中；然后加入由稀硫酸和氢氟酸混合而成的混合酸B液以调整pH值至6.0～6.5，继续搅拌并静置，得到SiO2-TiO2溶胶C液，将其涂敷在敏化处理后的玻璃基片上干燥，在敏化后的玻璃基片表面形成了SiO2-TiO2凝胶涂层；将带有SiO2-TiO2凝胶涂层的敏化后的玻璃基片置于电热炉内加热煅烧1～1.5h，随炉冷却后取出，得到具有光催化性能的乳白玻璃涂层。测试结果表明，涂层中含锐钛矿和金红石两种晶相，因而具有光催化性能和乳白装饰两种功效。【专利说明】
本专利技术属于装饰玻璃
，尤其涉及。
技术介绍
T12是一种廉价、无毒、节能、高效的光催化材料。锐钛矿型T12能有效降解空气和水中的有机污染物，因而成为污水处理及大气净化的理想清洁催化剂，在环境保护中发挥重要作用。究其光催化机制，T12是宽禁带半导体氧化物，对波长较短的太阳光(λ <387nm)产生较强吸收。吸收的有效光子(hv>Eg = 3.2eV)分别在导带和价带上形成光生电子和空穴，光生空穴能与水中OH-结合生成羟基自由基。羟基自由基可以连续氧化有机物至生成二氧化碳和水等产物，使有机污染物降解并消除。大量实践证明，T12在光催化降解有机物方面显示出极大优越性。 将T12催化剂负载或固载到某种载体上，能提高其循环使用性能并有助于强化光催化性能。研究发现将T12固载到比表面积较大的载体上(如多孔材料或做成薄膜、涂层)，有以下优点:第一，利用多孔结构或薄膜结构较大的比表面积，增强材料的吸附能力，使更多有机污染物吸附到材料表面，缩短T12光生电子和空穴所产生的羟基自由基与有机污染物的作用时间。第二，载体可能因为表面呈酸(碱)性或参与光催化反应的中间过程，从而使光催化活性大为提高。第三，将T12固载不仅能提高反应活性，而且克服了 T12粉体易团聚难回收的弊端，达到循环利用之目的。鉴于此因，近些年利用固载的T12材料对废气废水进行连续工业化处理已引起国内外的广泛关注。 负载载体大多选用多孔材料。诸如沸石、黏土、活性炭、泡沫陶瓷、硅胶干燥剂、陶粒、MCM分子筛、碳纳米管以及膨胀石墨等都具有特定的骨架(架状、层状)和较大的比表面积，因而成为较常见的多孔载体。也有采用溶胶凝胶法将T12通过浸溃、旋涂等方法涂覆在玻璃或陶瓷载体上形成薄膜或涂层的报道。 在多孔载体上的负载方法通常有浸溃吸附法、离子交换法、离子注入法等。实践中虽然这些负载方法都取得了较好的效果，但主要存在两方面的不足。其一，T12负载量不易掌握和控制。原因是这些方法中T12催化剂和载体是分立的，是靠表面吸附作用联系在一起的，而吸附量受很多因素制约，很难定量控制。其二，T12与载体结合不甚牢固。原因是表面吸附作用不能产生牢固的化学键合。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，该方法成本低，制得的乳白玻璃涂层与玻璃基片的结合能力强，其中的T12光催化活性高，能够回收和循环利用，同时能够治理空气污染。 为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案包括以下步骤: I)将Ti (SO4)2用去离子水配制A溶液；然后按H2SO4与HF摩尔比为(9~11):1，在配制好的稀硫酸中加入浓氢氟酸，混合均匀，形成混合酸B液； 2)在40~50°C恒温搅拌下将A溶液加入到水玻璃水溶液中，然后加入混合酸B液以调整pH值至6.0~6.5，继续搅拌20~30min，静置2~4h，得到S12-T12溶胶C液。其中，水玻璃水溶液中的Si与A溶液中的Ti的摩尔比为1: (0.3~0.7); 3)在敏化处理后的玻璃基片上喷涂或旋涂S12-T12溶胶C液，然后干燥，在敏化后的玻璃基片表面形成了 S12-T12凝胶涂层； 4)将带有S12-T12凝胶涂层的敏化后的玻璃基片置于电热炉内，于550~680°C加热煅烧I~1.5h，随炉冷却后取出，即在玻璃基片上得到具有光催化性能的乳白玻璃涂层。 所述的步骤I)中A溶液的浓度为(0.1~0.2)mol/L,稀硫酸的浓度为(0.4~0.6)mol/L。 所述的步骤2)中水玻璃的模数M = 2.0~2.5。 所述的敏化处理后的玻璃基片是将玻璃基片表面用去离子水超声清洗并干燥，然后用SnCl2溶液作敏化处理得到的。 所述的步骤4)在带有S12-T12凝胶涂层的敏化后的玻璃基片置于电热炉内前用去离子水喷洒到S12-T12凝胶涂层上2~3次，以除去可溶性离子，再干燥。 所述的步骤4)随炉冷却至200°C以下取出。 与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于: 1、本专利技术将水玻璃和A溶液(Ti (SO4)2水溶液)在40~50°C混合并调节pH值至 6.0~6.5，接着搅拌静置制得S12-T12溶胶C液；制备S12-T12溶胶C液的过程实质上使T12光催化剂原位共生在硅胶载体中，实现一次固载的过程；而将S12-T12溶胶C液通过喷涂或旋涂方法涂覆在玻璃基片表面实现二次负载；经过两次负载后然后通过控制煅烧条件使最终得到的涂层具有乳白装饰效果。 2、在一次负载过程中T12从一开始就在硅胶中生成，且该过程选择了硫酸钛Ti (SO4) 2作钛源，选择了水玻璃作硅胶生成体，选择稀硫酸调节pH实现胶凝，最后烧结过程使S12和T12以化学键合的方式牢固地结合在一起，这种结合的牢固程度是吸附法所不可比拟的。另外，本专利技术选择硅胶作T12光催化剂载体有以下两点理由:一是易于制成比表面积较大多孔结构；二是无定形硅氧体的吸附能力很强，常用于制备硅胶吸附剂、干燥剂、分子筛等，是普遍公认的高吸附性材料，因此硅胶作为硅氧骨架固载T12，不仅提高了固载强度，而且大为增强了材料的吸附特性，从而进一步提高了 T12的光催化活性。 3、本专利技术经过两次固载后，由于S12和T12以化学键合的方式牢固地结合在一起，因此，T12光催化剂永远不会出现团聚失活的弊端，也达到了催化剂回收和循环利用的目的。为了提高涂层与玻璃基片的结合强度，在稀硫酸中加入少量HF酸，起到对玻璃表面的轻微侵蚀作用。 4、本专利技术在玻璃基片表面上形成T12光催化剂涂层(即乳白玻璃涂层)有两方面益处:一是玻璃基片充当催化剂涂层的有效载体；二是涂层也对玻璃起一定的装饰作用。在玻璃的彩釉饰中有一种乳白釉就是用打02作为乳白剂的，即就是说T12同时具有一种乳白装饰效果。 5、本专利技术控制适当的煅烧条件，使T12具以锐钛矿型和金红石型两种晶型存在，锐钛矿是低温晶型，是T12光催化活性的主要晶型。金红石是高温晶型，是乳白玻璃釉的主要晶型。这两种晶型共存，既能发挥良好的光催化性能，又能产生良好的乳白装饰效果，因此，本专利技术是具有空气污染治理和美化环境双重功效的材料。 6、本专利技术利用来源广泛的Ti(SO4)2作为钛源，选择水玻璃作硅胶生成体，选择稀硫酸调节PH值实现胶凝，因此，本专利技术成本低。 【专利附图】【附图说明】 图1是本专利技术实施例1制得的S12-T12凝胶样品的差热-热重(DSC-TG)分析结果; 图2是本专利技术实施例1制得的S12-T12凝胶样品在450°C、650°C和750°C三种不同温度下分别煅烧lh，所得样品的XRD本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有光催化性能的乳白玻璃涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将Ti(SO4)2用去离子水配制A溶液；然后按H2SO4与HF摩尔比为(9～11):1，在配制好的稀硫酸中加入浓氢氟酸，混合均匀，形成混合酸B液；2)在40～50℃恒温搅拌下将A溶液加入到水玻璃水溶液中，然后加入混合酸B液以调整pH值至6.0～6.5，继续搅拌20～30min，静置2～4h，得到SiO2‑TiO2溶胶C液；其中，水玻璃水溶液中的Si与A溶液中的Ti的摩尔比为1:(0.3～0.7)；3)在敏化处理后的玻璃基片上喷涂或旋涂SiO2‑TiO2溶胶C液，然后干燥，在敏化后的玻璃基片表面形成了SiO2‑TiO2凝胶涂层；4)将带有SiO2‑TiO2凝胶涂层的敏化后的玻璃基片置于电热炉内，于550～680℃加热煅烧1～1.5h，随炉冷却后取出，即在玻璃基片上得到具有光催化性能的乳白玻璃涂层。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张超武，缪金良，宋大龙，时春辉，张利娜，王芬，李菲，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。