一种紫外光激活的吸气剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及吸气剂制备技术领域，公开了一种紫外光激活的吸气剂，由非蒸散型吸气合金和二氧化钛组成，二氧化钛为Zn掺杂的二氧化钛。一种紫外光激活的吸气剂的制备方法为非蒸散型吸气合金粉和二氧化钛粉混合，或将二氧化钛以膜的形式包覆在非蒸散型吸气合金表面。本发明专利技术吸气剂利用紫外光激活即可，不需要使用现有技术中的加热激活技术，规避了因真空玻璃过度受热而造成的不利影响，且吸气性能良好，非常适于行业内推广应用。适于行业内推广应用。适于行业内推广应用。

【技术实现步骤摘要】
一种紫外光激活的吸气剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及吸气剂制备
，具体涉及一种紫外光激活的吸气剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]非蒸散型吸气剂由于其优异的吸气性能，被广泛应用于传统真空器件、MEMS封装、粒子加速器、气体净化等科学研究和工业生产中。经过漫长的发展历程，吸气材料从最初的二元体系ZrA116、Zr
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C、Ti
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Mo等发展到三元材料体系Ti
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Zr
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V、Zr
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Co
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RE等，国内外的专家和学者开展了大量的研究工作，使得吸气剂的吸气性能和激活条件得到了大大改善。
[0003]吸气剂暴露于大气中后，表面会覆盖一层H2O、CO2和碳氢化合物，这些物质占据表面的吸附位，导致表面形成一层钝化层，使得吸气剂丧失吸气能力。所以，吸气剂使用之前必须经历一道激活工艺，将表面吸附物质除去，空出吸附位，目前广泛采用加热的方式激活吸气剂。
[0004]作为激活工艺中的重要参数，激活温度是吸气材料在实际应用过程中必须考虑的因素之一，尤其是对那些含有热敏感组件的真空器件。这是因为大多数吸气剂的激活过程是在真空器件封装完成之后进行的，而这些热敏感组件所能承受的温度和时间是有严格要求的，否则就可能会造成真空器件的损伤，影响其稳定性和使用寿命。目前加热激活工艺中，最低的吸气剂激活温度为400℃左右，对于很多不耐热的器件来说，这种激活条件十分不利，比如真空玻璃产业，真空玻璃封边材料大多采用低熔点玻璃粉或金属制成，400℃下会导致封边材料熔化，造成真空泄露、玻璃炸裂等问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术意在提供一种紫外光激活的吸气剂及其制备方法，以解决现有的吸气剂加热激活温度高，易造成真空玻璃封边材料融化，导致真空泄露、玻璃散架的问题。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种紫外光激活的吸气剂，由非蒸散型吸气合金和二氧化钛组成，二氧化钛为Zn掺杂的二氧化钛。
[0007]本方案的原理及优点是：实际应用时，非蒸散型合金吸气剂暴露于大气中，表面会形成钝化层，H2O、O2、CO2、碳氢化合物等分子占据吸附位，导致吸附过程停滞。二氧化钛是一种高效的光催化剂，二氧化钛吸收具有一定能量的入射光之后，价带的电子跃迁到导带，形成能自由移动的光生电子，相应的在价带形成大量的光生空穴，空穴具有高氧化性，而电子拥有非常强的还原性，它们可以迁移到表面直接氧化或还原吸附物质。除了直接氧化，光生空穴迁移至催化剂表面与羟基或者水反应生成羟基自由基，光生电子与氧气发生反应生成超氧自由基，都能有效清除表面吸附物，空出吸附位，使得吸气性能可以持续。此外，本方案中，对二氧化钛与Zn进行预掺杂，掺杂Zn后，二氧化钛表面产生大量氧空位，含氧空位的TiO2不仅可以增强光吸收范围，还可以利用氧空位捕获光生电子，有效地抑制光生电子和空穴的复合，进而提高光催化活性。本技术方案中，二氧化钛作为激活组分，吸气剂使用前
利用紫外光激活即可，不需要使用现有技术中的加热激活技术，规避了因真空玻璃过度受热而造成的不利影响，非常适于行业内推广应用。
[0008]优选的，作为一种改进，非蒸散型吸气合金包括吸气金属1份和辅助金属0.05
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1份，吸气金属为V、Zr、Ti中的一种或多种组合，辅助金属为Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Al、Cu、Sn、Si、Y、La和稀土金属中的一种或多种形成的组合。
[0009]本技术方案中，吸气金属起到吸收气体的作用，辅助金属起到活化吸气金属以及保护的作用，防止其在空气中氧化。若单独使用吸气金属，表面可能会生成氧化膜，导致不能激活。通过试验验证，添加比例如果不在该范围，会导致吸气性能下降，上述列举的吸气金属与辅助金属的复配，能够保证吸气剂的吸气效果，且材料便宜易得。
[0010]优选的，作为一种改进，非蒸散型吸气合金与Zn掺杂的二氧化钛均为粉状。。
[0011]本技术方案中制备的吸气剂为非蒸散型吸气合金粉与Zn掺杂的二氧化钛粉形式混合而成，能够保证Zn掺杂的二氧化钛与非蒸散型吸气合金的有效接触，进而保证Zn掺杂的二氧化钛能够稳定的发挥催化激活作用，清除非蒸散型吸气合金表面吸附位。
[0012]优选的，作为一种改进，吸气剂中Zn掺杂的二氧化钛粉的质量百分比为0.5％～5％。
[0013]本技术方案中，Zn掺杂的二氧化钛若添加过少，不能起到充分催化激活的作用，若添加太多则需要降低吸气合金含量，会影响吸气合金与气体的接触，上述的添加量为经过试验验证的最佳添加量。
[0014]优选的，作为一种改进，非蒸散型吸气合金粉的粒径为20μm～120μm，Zn掺杂的二氧化钛粉的粒径为0.5μm～50μm。
[0015]本技术方案中，合金粉粒径越小，与气体的接触面积越大，吸气效果越好；二氧化钛粉粒径小，催化效果好；但在实际使用时，需要考虑加工难度及成本，上述非蒸散型吸气合金粉与二氧化钛的粒径为经过验证的最佳粒径配比。
[0016]优选的，作为一种改进，非蒸散型吸气合金为圆片状，Zn掺杂的二氧化钛为Zn掺杂的二氧化钛膜，二Zn掺杂的氧化钛膜覆盖在非蒸散型吸气合金表面。
[0017]本技术方案中的吸气剂为二氧化钛以薄膜形式包覆在吸气合金表面，同样能够达到紫外激活的效果，扩展了吸气剂的成品形式，也为加工提供了不同的选择。
[0018]优选的，作为一种改进，Zn掺杂的二氧化钛膜在圆片状的非蒸散型吸气合金上的覆盖率为50％～100％，Zn掺杂的二氧化钛膜厚度为20nm～500nm。
[0019]本技术方案中，二氧化钛作为激活组分，必须跟吸气合金充分接触，才能发挥激活效果；覆盖率若较低，二氧化钛膜则需要相应的厚一点，覆盖率较高时，二氧化钛膜应薄，以便气体分子穿过与下层吸气合金反应，上述的覆盖率与膜厚度为最佳配比。
[0020]优选的，作为一种改进，一种制备紫外光激活的吸气剂的方法，包括如下步骤：
[0021]步骤I：将非蒸散型吸气合金的吸气金属和辅助金属单质在真空或者惰性气体下升温熔融并保温，冷却后破碎并球磨，得到非蒸散型吸气合金粉；
[0022]步骤II：将四丁基正钛酸酯、异丙醇、六氟钛酸铵、醋酸混合，冰浴搅拌后转移到高压反应釜中150
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230℃下加热保温3
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8h后，将得到的固体物依次用去离子水和乙醇洗涤，真空条件下干燥即得到二氧化钛粉；将干燥后的二氧化钛粉与Zn粉混合均匀，在400℃～600℃烧结0.5～3h，得到Zn掺杂的二氧化钛粉，Zn粉的添加量为二氧化钛粉质量的0.01％～
0.5％；
[0023]步骤III：将制得的非蒸散型吸气合金粉和Zn掺杂的二氧化钛粉混合均匀即得紫外光激活的吸气剂。
[0024]本技术方案中的制备方法，针对的是非蒸散型吸气合金与Zn掺杂的二氧化钛均为粉末状的吸气剂，在制备过程中，为避免非蒸散型吸气合金出现本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种紫外光激活的吸气剂，其特征在于：由非蒸散型吸气合金和二氧化钛组成，所述二氧化钛为Zn掺杂的二氧化钛。2.根据权利要求1所述的一种紫外光激活的吸气剂，其特征在于：所述非蒸散型吸气合金包括吸气金属1份和辅助金属0.05～1份，所述吸气金属为V、Zr、Ti中的一种或多种组合，所述辅助金属为Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Al、Cu、Sn、Si、Y、La和稀土金属中的一种或多种形成的组合。3.根据权利要求2所述的一种紫外光激活的吸气剂，其特征在于：所述非蒸散型吸气合金与Zn掺杂的二氧化钛均为粉状。4.根据权利要求3所述的一种紫外光激活的吸气剂，其特征在于：吸气剂中Zn掺杂的二氧化钛粉的质量百分比为0.5％～5％。5.根据权利要求4所述的一种紫外光激活的吸气剂，其特征在于：所述非蒸散型吸气合金粉的粒径为20μm～120μm，Zn掺杂的二氧化钛粉的粒径为0.5μm～50μm。6.根据权利要求2所述的一种紫外光激活的吸气剂，其特征在于：所述非蒸散型吸气合金为圆片状，Zn掺杂的二氧化钛为Zn掺杂的二氧化钛膜，所述Zn掺杂的二氧化钛膜覆盖在非蒸散型吸气合金表面。7.根据权利要求6所述的一种紫外光激活的吸气剂，其特征在于：所述Zn掺杂的二氧化钛膜在圆片状的非蒸散型吸气合金上的覆盖率为50％～100％，Zn掺杂的二氧化钛膜厚度为20nm～500nm。8.一种制备权利要求3所述的紫外光激活的吸气剂的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤I：将非蒸散型吸气合金...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘勇江，鲜华，
申请(专利权)人：重庆英诺维节能环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：