二氧化钛光催化涂层及其制备方法和产品技术

本发明专利技术涉及一种二氧化钛光催化涂层及其制备方法和产品。所述制备方法包括如下步骤：将乙醇加热至70℃

【技术实现步骤摘要】
二氧化钛光催化涂层及其制备方法和产品


[0001]本专利技术涉及光催化材料
，特别是涉及一种二氧化钛光催化涂层及其制备方法和产品。

技术介绍

[0002]二氧化钛(TiO2)是一种光催化活性较高的光催化纳米材料。二氧化钛可以借助光的力量促进氧化分解反应，是一种在光的照射下，自身不起变化，却可以促进化学反应的物质。二氧化钛光催化纳米材料在太阳光或室内荧光灯的照射下能产生抗菌、除臭、油污分解、防霉防藻、空气净化等作用，因此被广泛地研究应用于降解有机污染物中。
[0003]但是，由于二氧化钛光催化纳米材料为粉状材料，在实际应用中通常需要将其负载在载体上。传统技术中通常将二氧化钛光催化纳米粉体与粘合剂进行混合形成胶体，再涂覆于载体的表面，使胶体在载体表面成膜形成光催化涂层。然而，通过胶体成膜的方式虽然可以增强二氧化钛光催化纳米粉体在载体上的固定牢度，但也会导致二氧化钛光催化纳米粉体被粘合剂密封在膜内，使二氧化钛光催化纳米粉体损失了大比表面积特性，导致涂层的整体光催化活性降低。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对上述问题，提供一种二氧化钛光催化涂层及其制备方法和产品；所述制备方法不仅能够使二氧化钛光催化涂层保持较大的反应活性面，而且可以提高二氧化钛在载体上的固定牢度，从而制得高牢度、高催化活性的二氧化钛光催化涂层。
[0005]一种二氧化钛光催化涂层的制备方法，包括如下步骤：
[0006]将乙醇加热至70℃
‑
80℃并产生回流后，加入三硬脂酸甘油酯，在回流状态下混合至完全溶解，再加入水进行混合，得到水包油乳液；
[0007]将有机钛酸盐、乙酸与乙醇混合，得到混合溶液；
[0008]将所述混合溶液分批加入所述水包油乳液中并于70℃
‑
80℃加热混合，得到二氧化钛微球分散液；
[0009]将所述二氧化钛微球分散液喷射至70℃
‑
80℃的载体上，得到二氧化钛光催化涂层。
[0010]在其中一个实施例中，每100mL的所述乙醇中，加入的所述三硬脂酸甘油酯为0.5g
‑
6g。
[0011]在其中一个实施例中，所述水包油乳液中，所述水与所述三硬脂酸甘油酯的质量比为5∶3
‑
30∶1。
[0012]在其中一个实施例中，所述混合溶液中，所述有机钛酸盐、所述乙酸与所述乙醇的体积比为(4
‑
7)∶(3
‑
7)∶(10
‑
20)。
[0013]在其中一个实施例中，所述有机钛酸盐选自钛酸四丁酯、钛酸四乙酯、钛酸四异丙酯中的至少一种。
[0014]在其中一个实施例中，在将所述二氧化钛微球分散液喷射至70℃
‑
80℃的载体上的步骤中，采用的喷射装置与所述载体之间的距离为20cm
‑
30cm；
[0015]及/或，所述二氧化钛微球分散液的喷射速率为0.3mL/h
‑
0.7mL/h。
[0016]在其中一个实施例中，所述三硬脂酸甘油酯与所述乙醇的混合时间为0.5h
‑
3h；
[0017]及/或，所述加入水进行混合的时间为0.5h
‑
2h；
[0018]及/或，所述有机钛酸盐与所述乙酸、所述乙醇的混合时间为0.5h
‑
2h；
[0019]及/或，所述加热混合的时间为1h
‑
3h。
[0020]一种由如上所述的二氧化钛光催化涂层的制备方法制得的二氧化钛光催化涂层，包括三硬脂酸甘油酯层，以及裸露于所述三硬脂酸甘油酯层表面的二氧化钛微球。
[0021]在其中一个实施例中，所述二氧化钛微球为中间凹陷的环形结构。
[0022]一种产品，包括载体，以及负载于所述载体表面的如上所述的二氧化钛光催化涂层。
[0023]本专利技术所述的制备方法，采用特定的三硬脂酸甘油酯作为粘合剂，利用三硬脂酸甘油酯可溶于高温热乙醇的特性，以高温热乙醇作为溶质分散的媒介，使三硬脂酸甘油酯与水能够形成水包油乳液。进而，将含有机钛酸盐的混合溶液与水包油乳液混合时，有机钛酸盐与水包油乳液结构中的水外壳发生水解反应生成二氧化钛，并包覆于作为水包油内核的三硬脂酸甘油酯液滴表面，形成以二氧化钛为壳、三硬脂酸甘油酯为核的二氧化钛微球结构。从而，将二氧化钛微球分散液喷射至70℃
‑
80℃的载体上时，二氧化钛微球结构塌陷，内部的三硬脂酸甘油酯流出，不仅能够将二氧化钛微球牢固的固定在载体表面，而且不会使二氧化钛微球被三硬脂酸甘油酯覆盖，使二氧化钛微球能够保持较大的反应活性面。
[0024]因此，本专利技术所述的制备方法通过在制备过程中构造出类似核壳结构的二氧化钛微球，使每个二氧化钛微球自带粘合剂，实现了二氧化钛微球的精密固定，从而使制得的二氧化钛光催化涂层具有高牢度和高催化活性。并且，该制备方法制备过程简单，条件易于控制，能够实现大批量工业化生产，具有较大的应用潜能。
附图说明
[0025]图1为本专利技术实施例1制备得到的二氧化钛光催化涂层在不同放大倍数条件下的扫描电镜图，其中，a为二氧化钛光催化涂层在500倍放大条件下的扫描电镜图，b为二氧化钛光催化涂层在2500倍放大条件下的扫描电镜图；
[0026]图2为本专利技术实施例1制备得到的二氧化钛光催化涂层中二氧化钛微球的扫描电镜图。
具体实施方式
[0027]为了便于理解本专利技术，下面将对本专利技术进行更详细的描述。但是，应当理解，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式或实施例。相反地，提供这些实施方式或实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。
[0028]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式或实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”的可选
范围包括两个或两个以上相关所列项目中任一个，也包括相关所列项目的任意的和所有的组合，所述任意的和所有的组合包括任意的两个相关所列项目、任意的更多个相关所列项目、或者全部相关所列项目的组合。
[0029]本专利技术提供一种二氧化钛光催化涂层的制备方法，包括如下步骤：
[0030]S1，将乙醇加热至70℃
‑
80℃并产生回流后，加入三硬脂酸甘油酯，在回流状态下混合至完全溶解，再加入水进行混合，得到水包油乳液；
[0031]S2，将有机钛酸盐、乙酸与乙醇混合，得到混合溶液；
[0032]S3，将所述混合溶液分批加入所述水包油乳液中并于70℃
‑
80℃加热混合，得到二氧化钛微球分散液；
[0033]S4，将所述二氧化钛微球分散液喷射至70℃
‑
80℃的载体上，得到二氧化钛光催化涂层。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二氧化钛光催化涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将乙醇加热至70℃
‑
80℃并产生回流后，加入三硬脂酸甘油酯，在回流状态下混合至完全溶解，再加入水进行混合，得到水包油乳液；将有机钛酸盐、乙酸与乙醇混合，得到混合溶液；将所述混合溶液分批加入所述水包油乳液中并于70℃
‑
80℃加热混合，得到二氧化钛微球分散液；将所述二氧化钛微球分散液喷射至70℃
‑
80℃的载体上，得到二氧化钛光催化涂层。2.根据权利要求1所述的二氧化钛光催化涂层的制备方法，其特征在于，每100mL的所述乙醇中，加入的所述三硬脂酸甘油酯为0.5g
‑
6g。3.根据权利要求1所述的二氧化钛光催化涂层的制备方法，其特征在于，所述水包油乳液中，所述水与所述三硬脂酸甘油酯的质量比为5∶3
‑
30∶1。4.根据权利要求1所述的二氧化钛光催化涂层的制备方法，其特征在于，所述混合溶液中，所述有机钛酸盐、所述乙酸与所述乙醇的体积比为(4
‑
7)∶(3
‑
7)∶(10
‑
20)。5.根据权利要求1所述的二氧化钛光催化涂层的制备方法，其特征在于，所述有机钛酸盐选自钛酸四丁酯、钛酸四乙酯、钛酸四...

【专利技术属性】
技术研发人员：王騊，吕畅，于志文，王晟，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：