一种二氧化钛基纳米光催化薄膜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种二氧化钛基纳米光催化薄膜的制备方法，包括以下步骤：S1、清洗基板；S2、通过氢氧化钙溶液对基板进行预处理；S3、配制二氧化钛悬液；S4、通过喷墨打印机将二氧化钛悬液喷涂在基板表面；S5、干燥、煅烧得到二氧化钛薄膜。通过喷墨打印的方式实现二氧化钛悬液涂覆，不但提高了涂覆的均匀性，还可以实现薄膜形状及厚度的调节；通过氢氧化钙预处理，使基板表面生成蓬松结构的硅酸盐，从而降低二氧化钛薄膜收缩的应力，减少裂纹的产生。减少裂纹的产生。减少裂纹的产生。

【技术实现步骤摘要】
一种二氧化钛基纳米光催化薄膜的制备方法


[0001]本专利技术涉及光催化剂
，尤其涉及一种二氧化钛基纳米光催化剂薄膜的制备方法。

技术介绍

[0002]随着生活水平的提高和环保意识的增强，人们对空气质量的要求越来越高。VOCs是空气的主要污染物之一，严重威胁着人们的身体健康。纳米二氧化钛作为一种高效、无毒、稳定的光催化材料，在液相和气相反应中都具有良好的光催化活性，逐渐受到人们的重视。
[0003]二氧化钛在光照射下，其表面发生激励而产生电子和空穴。这些电子和空穴具有极强的还原能力，迅速迁移到其表面并激活被吸附的氧和水分，产生氧化能力极强的氢氧根自由基和超级阴氧离子，迅速将各类有机化合物和部分无机物氧化分解成水和二氧化碳，具有极强的杀菌、除臭、防霉、防污自洁、净化空气功能。同时，纳米二氧化钛的特性是利用空气中的氧分子及水分子将所接触的有机物转换为二氧化碳跟水，自身不起变化，理论上有效期非常长久，维护费用低，已广泛用于食品、医药、化妆品等各种领域。
[0004]现有的制备纳米催化剂薄膜的方法主要有溶胶
‑
凝胶法、蒸镀法等，存在着工艺复杂、成本高的缺点；并且由于基板与二氧化钛薄膜的膨胀率不同，二氧化钛薄膜表面易产生裂纹，影响二氧化钛薄膜的牢固性。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种二氧化钛基纳米光催化剂薄膜的制备方法，以解决
技术介绍
中提到的技术问题，本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0006]一种二氧化钛基纳米光催化薄膜的制备方法，包括以下步骤：
[0007]S1、清洗基板；
[0008]S2、通过氢氧化钙溶液对基板进行预处理；
[0009]S3、配制二氧化钛悬液；
[0010]S4、通过喷墨打印机将二氧化钛悬液喷涂在基板表面；
[0011]S5、干燥、煅烧得到二氧化钛薄膜。
[0012]进一步地，步骤S1中清洗基板包括以下步骤：
[0013]S11、将基板置入含有清洗剂的去离子水中，持续超声清洗20min；
[0014]S12、将S11处理后的基板置入质量分数5％的氢氟酸溶液中持续超声清洗15min；
[0015]S13、将S12处理后的基板依次置入无水乙醇、去离子水中，持续超声清洗20min。
[0016]进一步地，步骤S2中预处理包括以下步骤：
[0017]S21、将基板放置在90℃的饱和氢氧化钙溶液中处理8
‑
24h；
[0018]S22、将经S21处理后的基板置入去离子水中，持续超声清洗5min，后用去离子水冲洗5min
[0019]进一步地，步骤S3中配制二氧化钛悬液包括以下步骤：
[0020]S31、将纳米二氧化钛粉体、分散剂、松油醇按照1:2:6的摩尔比例混合制得二氧化钛悬液；
[0021]S32、将S31制得的二氧化钛悬液超声震动30min。
[0022]进一步地，步骤S5中干燥、煅烧包括以下步骤：
[0023]S51、将喷涂过二氧化钛悬液的基板以80
‑
130℃温度下干燥5
‑
10min；
[0024]S52、将S51处理后的基板在600
‑
800℃温度下煅烧1.5
‑
2h。
[0025]进一步地，基板为石英玻璃。
[0026]本申请实施例提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
[0027]1、通过喷墨打印的方式实现二氧化钛悬液涂覆，不但提高了涂覆的均匀性，还可以实现薄膜形状及厚度的调节；
[0028]2、通过氢氧化钙预处理，使基板表面生成蓬松结构的硅酸盐，从而降低二氧化钛薄膜收缩的应力，减少裂纹的产生。
附图说明
[0029]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0030]图1为本申请实施例流程图。
具体实施方式
[0031]为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图和具体实施方式对上述技术方案进行详细的说明，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0032]实施例1
[0033]一种二氧化钛基纳米光催化薄膜的制备方法，包括以下步骤：
[0034]S1、清洗基板；基板的清洁度直接影响二氧化钛基纳米光催化薄膜的成膜质量，基板表面清洁不到位易造成二氧化钛薄膜分布不均且附着力较差，优选的，基板为石英玻璃，即纯二氧化硅玻璃。
[0035]具体清洗步骤为：S11、将基板放入含有清洗剂的去离子水中，持续超声清洗20min，清洗剂为玻璃清洗剂；S12、将清洗剂清洗后的基板放入质量分数5％的氢氟酸溶液中持续超声清洗15min，氢氟酸对玻璃物质具有很强的腐蚀性，能够有效地与玻璃表层物质发生反应，提高清洁效果；S13、将经氢氟酸酸洗处理后的基板依次置入无水乙醇、去离子水中，持续超声清洗20min。
[0036]S2、通过氢氧化钙溶液对基板进行预处理；氢氧化钙溶液与基板表面的二氧化硅反应生成不溶性的硅酸钙和水，进而在基板表面形成蓬松结构的硅酸钙层，具体步骤为：S21、将基板放置在90℃的饱和氢氧化钙溶液中处理8h，在基板表面形成蓬松的硅酸钙层；S22、将经S21处理后的基板置入去离子水中，持续超声清洗5min，后用去离子水冲洗5min，
洗去残留的氢氧化钙。
[0037]S3、配制二氧化钛悬液，具体包括以下步骤：S31、将纳米二氧化钛粉体、分散剂按照1:2的摩尔比例混合制得二氧化钛分散液，使二氧化钛均匀分散，再将分散液与松油醇按照1:2的摩尔比例混合制得二氧化钛悬液；S32、将S31制得的二氧化钛悬液超声震动30min，提高二氧化钛的均匀性，避免二氧化粉体的团聚。
[0038]S4、通过喷墨打印机将二氧化钛悬液喷涂在基板表面；
[0039]具体来说，喷墨打印机包括墨盒、线性模组、喷头和加热枪，加热枪和喷头同步固定在线性模组上，加热枪用于对基板进行预加热。使用时，将二氧化钛悬液灌入墨盒中，加热枪与喷头同步移动，加热枪预先对基板进行预热，然后喷头将二氧化钛悬液喷洒在基板表面。通过加热枪对基板进行预热，既可以吹出基板表面的浮尘，也可增加二氧化钛悬液中溶剂的挥发，提高干燥速度。喷墨打印机的喷洒量、喷头的移动速度均可调节，从而实现二氧化钛薄膜厚度的调节。
[0040]S5、干燥、煅烧得到二氧化钛薄膜，具体包括以下步骤：
[0041]S51、将喷涂过二氧化钛悬液的基板以80℃温度下干燥10min，得到均匀的二氧化钛薄膜；S52、将干燥后的二氧化钛薄膜在6本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二氧化钛基纳米光催化薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、清洗基板；S2、通过氢氧化钙溶液对基板进行预处理；S3、配制二氧化钛悬液；S4、通过喷墨打印机将二氧化钛悬液喷涂在基板表面；S5、干燥、煅烧得到二氧化钛薄膜。2.根据权利要求1所述的一种二氧化钛基纳米光催化薄膜的制备方法，其特征在于，步骤S1中清洗基板包括以下步骤：S11、将基板置入含有清洗剂的去离子水中，持续超声清洗20min；S12、将S11处理后的基板置入质量分数5％的氢氟酸溶液中持续超声清洗15min；S13、将S12处理后的基板依次置入无水乙醇、去离子水中，持续超声清洗20min。3.根据权利要求1所述的一种二氧化钛基纳米光催化薄膜的制备方法，其特征在于，步骤S2中预处理包括以下步骤：S21、将基板放置在90℃的饱和氢氧化钙溶液中处理8
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24h；S22、将经S21处理后的基板...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐婕，
申请(专利权)人：江苏中科锐纳环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：