一种新型的多功能复合陶瓷，其特征在于产品具有依次为陶瓷载体层，发光层及光催化层的三层层状结构，利用发光材料的长余辉特性作为光催化剂的激发光源，可实现在光照及无光照条件下光催化降解污染物的特性，从而改变了光催化剂只能在太阳光或光源激发下才具有光催化作用的特性，同时采用功能性的陶瓷载体，利用电气石载体的自极化性能，提高了产品的光催化性能，从而具有广泛的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种新型多功能陶瓷，它具有层状结构，各层性能的有机结合可实现装饰、发光及有光、无光条件下的光催化净化水或空气。
技术介绍
由于全球的环境污染已经成为一个严重的社会问题，水及大气的污染变得越来越严重，由此对于污水与大气的治理已迫在眉捷。目前对于水处理有各种各样的方法，如过滤、絮凝、杀菌或有机物的化学氧化及生物处理。不幸的是，并不是所有的有机污染物都是可以生物降解的，许多有机化合物对传统的化学和生物处理具有抵抗作用，而利用人工和自然光源进行光催化产生氢氧自由基从而氧化有机污染物是一种较理想的方法。在现有的光催化产品中，大多是在载体上负载光催化剂，在紫外线的激发下实现光催化降解污染物的目的，而在无光照条件下的光催化降解则未见报道。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题是将具有长余辉性能的发光层与光催化层结合，从而实现在无光照条件下的光催化降解污染物。同时采用具有自极化功能的载体材料，实现三者的有机结合。本专利技术提出的多功能复合陶瓷的技术方案，包括以下步骤(1)将陶瓷载体的原料，使用玻璃粉作为粘接剂，进行研磨、造粒和过筛。另取具有余辉性能的发光粉为原料，使用同样的玻璃粉作为粘接剂，经造粒、过筛后备用。(2)将一定量的电气石料预压，再加入发光粉料压片，载体层与发光层的厚度可根据需要自行选择，可薄至0.5mm。在600-900℃的温度下进行热处理制备成光催化剂载体。(3)在载体表面涂覆一层溶胶薄膜，然后在200-600℃温度下烧结20-120分钟，得到具有光催化作用的纳米涂层。该层可以一次涂覆，也可以反复多次。利用本专利技术的方法制备的复合多功能陶瓷，最后的产品具有依次为陶瓷载体层(1)，发光层(2)最上面是光催化层(3)的三层层状结构，如说明书附图1所示。本专利技术中的陶瓷载体层可以是普通的陶瓷基体，也可采用电气石、钛酸钡作为陶瓷基体的原料，从而生产中具有不同特性的陶瓷载体。本专利技术中的发光材料可以是具有余辉特性的硫化物或氧化物的发光材料，这些发光材料可在太阳光或人工光源的激发下具有长余辉特性。说明书附图2表示了氧化物长余辉发光材料Sr4Al14O25:Eu，Dy的激发发射光谱，图中表明当激发波长小于450nm时显示出对可见光的光吸附，从而可用紫外和可见光源对发光材料进行光激发。当发光材料被激发后，材料发射出峰值为490nm的可见光，而掺杂Cr的TiO2在该范围有较强的光吸收，从而可以利用发光材料的余辉作为光催化剂的激发光源，实现在无光照条件下的光催化。本专利技术中使用的溶胶包括钛溶胶以及掺杂过渡金属离子Fe、Cr及非金属元素N的钛溶胶，涂覆方法可以采用浸涂法，也可以用喷涂法、刷涂法以及提拉法等。本专利技术制备的多功能复合陶瓷，由于采用不同的载体，因而光催化效果并不相同。当光催化条件为采用甲基橙溶液作为目标污染物，其浓度为20ppM，8W的黑光灯作为光源，降解效率为12小时，采用电气石为载体复合发光层的样品其光催化效率为51.7％，远高于采用钛酸钡为载体复合发光层样品13.8％的光催化效率，这是由于电气石载体的特性决定的。电气石由于具有良好的吸附性能和自发电极的存在，可以提高污染物的吸附能力，同时由于自发电极的存在，能促进OH-产生，电气石表面存在的电场有利于光生电子和空穴的分离，有利于提高光催化活性。如说明书附图3所示，当复合发光层的电气石载体涂覆掺Cr的TiO2溶胶时，在光源打开或关闭状态，污染物的浓度降低，表明发光材料的的余辉可以提供光催化所需的光，使光催化剂在暗处仍有光催化作用。本专利技术制备的多功能复合陶瓷，兼具有陶瓷的质感和发光特性，又具有美观，不易沾附污垢的特点，同时可以在有光照或无光照的条件下具有分解有机物及净化空气的作用，具有很好的应用前景。附图说明图1多功能复合陶瓷的结构图2多功能陶瓷的激发发射光谱a.激发光谱；b.发射光谱图3多功能陶瓷复合掺Cr的光催化薄膜样品在有光照与无光照条件下光催化降解图具体实施例方式将球磨与过200目筛后的电气石粉末与玻璃粘接剂混合，其中电气石的含量为70％，将其研磨、造粒并过筛后备用。将长余辉发光粉Sr4Al14O25:Eu，Dy与30％的玻璃粘接剂混合，同样经研磨、造粒并过筛后备用。先将电气石层采用模具轻压，然后将模具清理干净，以防影响发光层的美观。然后加入发光粉，在100Mpa的压力下压片。将陶瓷片在800℃下进行热处理，得到复合发光层的电气石陶瓷片载体。将载体浸入掺杂Cr的钛溶胶中，采用提拉法涂覆光催化剂，涂覆4次，然后在500℃热处理1小时，得到最后的产品具有依次为陶瓷载体层(1)，发光层(2)及光催化层(3)的层状结构的多功能复合陶瓷。该产品可在有光照与无光照条件下对污染物进行降解，其降解效率如图3所示。权利要求1.一种多功能复合陶瓷，为层状结构，其特征是它由三层构成，最下面一层是陶瓷载体层(1)，该载体层由具有自极化作用的电气石或其它陶瓷材料制成；第二层是发光层(2)，由具有装饰作用又具有长余辉效果的发光材料所制成；最上面一层是光催化层(3)，在该催化层(3)涂覆TiO2及其掺杂Cr、Fe的TiO2，薄膜层。全文摘要一种新型的多功能复合陶瓷，其特征在于产品具有依次为陶瓷载体层，发光层及光催化层的三层层状结构，利用发光材料的长余辉特性作为光催化剂的激发光源，可实现在光照及无光照条件下光催化降解污染物的特性，从而改变了光催化剂只能在太阳光或光源激发下才具有光催化作用的特性，同时采用功能性的陶瓷载体，利用电气石载体的自极化性能，提高了产品的光催化性能，从而具有广泛的应用前景。文档编号C02F1/30GK1951556SQ200610152188公开日2007年4月25日 申请日期2006年9月18日 优先权日2005年12月7日专利技术者闫俊萍 申请人:闫俊萍 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种多功能复合陶瓷，为层状结构，其特征是它由三层构成，最下面一层是陶瓷载体层（１），该载体层由具有自极化作用的电气石或其它陶瓷材料制成；第二层是发光层（２），由具有装饰作用又具有长余辉效果的发光材料所制成；最上面一层是光催化层（３），在该催化层（３）涂覆ＴｉＯ↓［２］及其掺杂Ｃｒ、Ｆｅ的ＴｉＯ↓［２］薄膜层。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：闫俊萍，
申请(专利权)人：闫俊萍，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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