一种载银TiO2改性竹炭‑硅藻土复合墙体板材及其制备制造技术

本发明专利技术涉及一种载银TiO2改性竹炭‑硅藻土复合墙体板材及其制备，所述的复合墙体板材通过以下方法制成：按配方称取载银TiO2改性竹炭粉体、硅藻土粉体和硅酸盐水泥混合均匀，再加入混合后的减水剂和水，充分搅拌至形成流动浆体，再将流动浆体倒入模具中，振捣、抹面成型后置于室温下养护，拆模，即得到所述复合墙体板材。与现有技术相比，本发明专利技术制备的复合板材内部结构蓬松多孔，孔隙率较高，因而具有很强的吸附能力，能有效吸附空气中的水及有害气体，同时利用载银TiO2的光催化性能能有效分解掉吸附过来的有害有机物，完成“吸附‑降解‑再吸附‑再降解”的循环过程，因此表现出良好的空气调湿及净化效果。

A silver TiO2 modified diatomite composite wall plate and its preparation

The invention relates to a silver TiO2 modified diatomite composite wall plate and its preparation, wherein the composite wall plate is made by the following methods: according to the formula weighing TiO2 Ag modified bamboo charcoal powder, diatomite powder and Portland cement mixed evenly, then add water and reduce water after mixing, full stirring to form slurry flow, then the flow of slurry into the mold, vibrating, plaster molding placed at room temperature curing, demoulding, to obtain the composite wall plate. Compared with the prior art, the preparation method of the composite plate of the internal structure of the loose and porous, high porosity, and thus has a strong adsorption capacity, and the water can absorb the harmful gas in the air, and the photocatalytic properties of Ag TiO2 can effectively decompose harmful organic matter adsorption over, complete the \cycle of adsorption re adsorption degradation and degradation\, thus showing good air conditioning and cleaning effect.

【技术实现步骤摘要】
一种载银TiO2改性竹炭-硅藻土复合墙体板材及其制备
本专利技术涉及建筑内墙功能型板材领域，尤其是涉及一种载银TiO2改性竹炭-硅藻土复合墙体板材及其制备。
技术介绍
随着人们生活水平的提高以及对建筑物健康度要求的不断提高，建筑物本身的功能性越来越受到重视。建筑室内环境的舒适性一直是人们追求的热点，而建筑物内空气湿度和环境中有害物质是影响居住环境舒适度的两个重要因素，直接影响人们的身心健康和居住舒适感。因此，具有调湿、净化等功能，能显著改善室内环境的内墙装饰功能材料的开发与应用越来越受到人们的重视。如文献“用竹炭和硅藻土为原料制备含炭建筑材料”(李文彦等，材料科学与工程学报，第29卷第1期，第7～11页，2011年2月)采用竹炭、硅藻土和粘土为原料，通过干压成型-高温烧成法制备出一种用于内墙装饰的含炭建筑材料，该复合材料具有较高气孔率和强度，比表面积达到34.86m2/g，远红外辐射率达到0.904，具备远红外及吸附等功能，有望成为一种新型的室内功能装饰材料。中国专利201610502195.9也公开了一种硅藻装饰材料及其制备方法，，其由以下重量份数的组分构成：硅藻土150-180份，乳胶粉22-30份，重质碳酸钙380-520份，灰钙180-250份，木质纤维素2-5份，羟丙基甲基纤维素6-20份，沸石粉5-15份，贵金属催化剂1-5份，二氧化钛10-15份，硅灰石粉5-20份，石膏粉3-8份，竹炭粉5-10份，隔热材料3-8份，益生菌0.5-1份，天然颜料0.1-0.5份，海泡石粉2-6份。该专利方法制备的装饰材料在隔热反射、水分吸收、细度调节、氨、甲醛、苯等净化方面具有较好的效果，但存在配方复杂，工艺繁琐等缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种载银TiO2改性竹炭-硅藻土复合墙体板材及其制备。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种载银TiO2改性竹炭-硅藻土复合墙体板材，包括以下重量份数的组分：载银TiO2改性竹炭粉体20～40份，硅藻土20～40份，硅酸盐水泥30～50份，水30～50份，外加剂1～3份。所述的载银TiO2改性竹炭粉体包括以质量比5-8:100复合的载银TiO2组分和竹炭组分，所述的载银TiO2组分中，银与TiO2的质量比为2-3:100。所述的载银TiO2改性竹炭粉体通过以下步骤制成：(a)称取钛酸四丁酯与一部分无水乙醇混合，再加入硝酸银晶体，调节pH至4～5，得到混合液A；(b)称取剩余部分无水乙醇和去离子水混合，调节pH至1-2.5，得到混合液B；(c)剧烈搅拌下，将混合液B加入到混合液A中，搅拌至形成透明澄清溶胶，再加入竹炭粉体，搅拌反应至形成凝胶；(d)将步骤(3)得到的凝胶老化、干燥、煅烧，冷却后即得到所述载银TiO2改性竹炭材料。步骤(a)和步骤(b)中：无水乙醇、去离子水和钛酸四丁酯的摩尔比为(12～15)：(30～50)：1，硝酸银和钛酸四丁酯的质量比为(0.75～1.85)：100；步骤(a)中加入的无水乙醇与步骤(b)中加入的无水乙醇的体积比为(1-2)：1。步骤(c)中加入的竹炭粉体粒径为300～400目，比表面积大于100m2·g-1；竹炭粉体与钛酸四丁酯的质量比为(2.5～8)：1。所述的硅藻土中SiO2有效含量＞80％，细度600目。所述的外加剂为早强型聚羧酸减水剂，固含量40％。所述的硅酸盐水泥为52.5强度等级硅酸盐水泥，初凝时间<30min。载银TiO2改性竹炭-硅藻土复合墙体板材的制备方法，包括以下步骤：按配方称取载银TiO2改性竹炭粉体、硅藻土粉体和硅酸盐水泥混合均匀，再加入混合后的减水剂和水，充分搅拌至形成流动浆体，再将流动浆体倒入模具中，振捣、抹面成型后置于室温下养护，拆模，即得到所述复合墙体板材。本专利首先制备得到载银TiO2改性竹炭材料，该材料兼具有竹炭的多孔吸附功能和载银纳米TiO2的可见光催化功能，两者能够协同作用，优势互补，使得载银TiO2改性竹炭材料具有优异的吸附调湿及光催化净化效果。然后以载银TiO2改性竹炭材料和硅藻土为功能性填料，硅酸盐水泥为粘结材料，以及适当添的减水剂来实现复合墙体板材的制备。制备过程类似普通水泥砂浆试块的成型过程：水泥浆体将载银TiO2改性竹炭材料和硅藻土颗粒胶结成一个整体，使其具有一定的强度，同时通过加入减水剂提高混合浆体的流动性，使其易于成型和抹面。但由于载银TiO2改性竹炭材料和硅藻土两种功能性填料的掺入，使得复合板材表现出良好的吸附调湿及空气净化效果。由于载银TiO2改性竹炭和硅藻土颗粒具有极高的细度和较大的比表面积，水泥水化产物不能将其完全包裹，表面小孔和部分大孔也不会被填充，使得内部留有较多的孔隙存在，同时养护过程中孔中吸附的水分的挥发也在试块内部留下较多的孔，因而试块内部结构蓬松，空隙较多，使得试块具有较大的比表面积，因而调湿效果良好，同时载银TiO2改性竹炭材料具有的光催化性能也赋予了试块良好的甲醛吸附降解效果。制备过程中若载银TiO2改性竹炭材料掺量过少，则试块的光催化降解效果不明显；若掺量过高，则水泥用量相对变少，起胶结作用的浆体量变少，使得试块内部结构不均匀，强度也较低；而水泥用量过高时，过多的水泥浆体会将载银TiO2改性竹炭和硅藻土颗粒完全包裹，内部孔也被堵塞，使得试块比表面积减小，吸附调湿性能减弱，光催化性能也得不到发挥。与现有技术相比，本专利技术制备的复合板材内部结构蓬松多孔，孔隙率较高，因而具有很强的吸附能力，能有效吸附空气中的水及有害气体，同时利用载银TiO2的光催化性能有效分解掉吸附过来的有害有机物，完成“吸附-降解-再吸附-再降解”的循环过程，因此表现出良好的空气调湿及净化效果。附图说明图1为实施例1的复合墙体板材内部的扫描电镜图片；图2为实施例2的复合墙体板材内部的扫描电镜图片。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本专利技术的下述实施例中所使用的载银TiO2改性竹炭粉体包括以质量比5-8:100复合的载银TiO2组分和竹炭组分，所述的载银TiO2组分中，银与TiO2的质量比为2-3:100。具体可以按照实施例1-4的方法制成。下面各实施例所使用的原料中，竹炭粉体粒径为300～400目，比表面积大于100m2·g-1；所述的硅藻土中SiO2有效含量＞80％，细度600目。所述的外加剂为早强型聚羧酸减水剂，固含量40％。所述的硅酸盐水泥为52.5强度等级硅酸盐水泥，初凝时间<30min。实施例1竹炭预处理：选用400目竹炭，先用去离子水将竹炭煮沸30分钟，再用去离子水清洗、过滤，如此重复3次，105℃下恒温干燥箱内干燥后备用。取8ml钛酸四丁酯液体，加入12ml无水乙醇混合均匀后，再加入0.12g硝酸银晶体，用硝酸调节混合液的pH为5.0，搅拌均匀得到混合液A；另取8ml无水乙醇溶液，加入18ml去离子水，用硝酸调节溶液pH为2.0，搅拌均匀得到混合液B；在剧烈的搅拌下，将混合液B快速加入到混合液A中，持续搅拌若干时间，直到形成透明澄清的溶胶，然后加入25g经预处理后的竹炭粉体，再充分搅拌直至形成凝胶；将上述凝胶置于空气中自然干燥老化1天，再用恒温干燥箱于105℃下干燥1天，最后将干凝胶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种载银TiO2改性竹炭‑硅藻土复合墙体板材，其特征在于，包括以下重量份数的组分：载银TiO2改性竹炭粉体20～40份，硅藻土20～40份，硅酸盐水泥30～50份，水30～50份，外加剂1～3份。

【技术特征摘要】
1.一种载银TiO2改性竹炭-硅藻土复合墙体板材，其特征在于，包括以下重量份数的组分：载银TiO2改性竹炭粉体20～40份，硅藻土20～40份，硅酸盐水泥30～50份，水30～50份，外加剂1～3份。2.根据权利要求1所述的一种载银TiO2改性竹炭-硅藻土复合墙体板材，其特征在于，所述的载银TiO2改性竹炭粉体包括以质量比5-8:100复合的载银TiO2组分和竹炭组分，所述的载银TiO2组分中，银与TiO2的质量比为2-3:100。3.根据权利要求2所述的一种载银TiO2改性竹炭-硅藻土复合墙体板材，其特征在于，所述的载银TiO2改性竹炭粉体通过以下步骤制成：(a)称取钛酸四丁酯与一部分无水乙醇混合，再加入硝酸银晶体，调节pH至4～5，得到混合液A；(b)称取剩余部分无水乙醇和去离子水混合，调节pH至1-2.5，得到混合液B；(c)剧烈搅拌下，将混合液B加入到混合液A中，搅拌至形成透明澄清溶胶，再加入竹炭粉体，搅拌反应至形成凝胶；(d)将步骤(3)得到的凝胶老化、干燥、煅烧，冷却后即得到所述载银TiO2改性竹炭材料。4.根据权利要求3所述的一种载银TiO2改性竹炭-硅藻土复合墙体板材，其特征在于，步骤(a)和步骤(b)中：无水乙醇、去离子水和钛酸四丁酯的摩尔比为(12～15)：(30...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋正武，曾志勇，陶志龙，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海,31