[發明專利]一種光觸媒自清潔整理劑及其制備和應用方法

有效

• 申請號: 200910247114.5
• 申請日: 2009-11-19
• 公開（公告）號: CN102071568A
• 公開（公告）日: 2011-05-25
• 發明（設計）人: 忻浩忠;汪榮華
• 申請（專利權）人: 香港紡織及成衣研發中心
• 主分類號: D06M11/46
• 分類號: D06M11/46;D06M11/00;D06M13/507;D21H19/12;D21H21/36;C09D1/00;C09D5/14;C09D5/00;C03C17/00;C04B41/50;C04B41/85
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司 44217
• 代理人: 郭偉剛

技術領域

本發明涉及自清潔領域，更具體地說，涉及一種光觸媒自清潔整理劑及其制備和應用方法。

背景技術

隨著人們對保護環境和節約能源的認識的提高以及人們生活水平的提高，對材料的性能提出了新的要求，從而展開了包括具有三防功能(即防水、防油及防塵)織物在內的有關材料自清潔技術的研究。在現有自清潔材料的相關專利文獻中，大多都指出自清潔材料中需要用到二氧化鈦。

1972年Fujishima和Honda發現了光促條件下TiO₂電極上的水裂解，二氧化鈦的自清潔特性就被廣泛研究。自從我們小組的紡織科學家們發明了一種在棉布服裝上覆蓋一層二氧化鈦微粒的有效途徑后，自清潔服裝也許正離我們越來越近。所述納米微粒是用于幫助分解碳基分子的催化劑，而這個反應的發生僅需要陽光來觸發。

大部分自清潔產品的復合物均以二氧化鈦為主要原料。二氧化鈦是一種白色或者黃色粉末，不溶于水，也不溶于稀酸。二氧化鈦具有三種晶型：銳鈦礦型、金紅石型、板鈦礦型。板鈦礦型不穩定，目前為止沒有工業用途；金紅石型和銳鈦礦型都屬于四方晶系，但因晶型不同，所以有不同的晶體習性。金紅石型是細長的成對的孿生晶體，每個金紅石晶胞含有2個二氧化鈦分子，以兩個棱邊相連。

而銳鈦礦型則以八面體的形式出現，氧位于八面體的頂角，每個銳鈦晶胞含有四個二氧化鈦分子，以八個棱邊相連。銳鈦礦型在高溫下(700度以上)，能夠轉變成金紅石型，同時釋放出7.5×7.1868KJ/mol的能量。這個轉化過程除了受溫度影響之外，還受到一些加速或抑制晶型轉化的促進劑或抑制劑的影響，轉化是不可逆轉的。

納米二氧化鈦光催化劑具有化學性質穩定、耐氧化、安全無毒等優點。在紫外光照射下，可產生自由電子——空穴對，與吸附在二氧化鈦表面的氧和水反應，產生活性氧及自由基。這些活性氧及自由基有很強的氧化分解能力，可將有機物氧化分解為二氧化碳和水，將大氣污染物NO_X、SO_X、NH₃和H₂S等氧化為無害物質，也能穿透吸附于TiO₂表面的、霉菌等微生物的細胞壁，從而有效的殺滅細菌，進而實現去污、消毒的效果。

在銳鈦礦形式下，二氧化鈦是一種有著大能帶隙的半導體，在合適的波長的光的激發下，二氧化鈦表面的光子能產生激發。價電子帶地空洞可以與吸附在表面的水或氫氧根離子發生反應，傳導帶上的電子可以與氧氣生成O2-和其它氧類反應活性基團。O₂-和OH-對于污漬、環境污染物、有害的微生物具有很強的反應性。二氧化鈦的厭水特性導致其難于分散在溶膠中，這就導致去污效果的降低。由于二氧化鈦的一些特性，如低電子效率、厭水性、高鍵能，以它作為可見光自清潔紡織品的高效光觸媒依然有些難度。對于這些固有的缺陷，可能的方法包括將二氧化鈦與無機物或金屬摻雜。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有自清潔整理劑的上述由于二氧化鈦的厭水特性使其分散性不夠穩定，導致去污效果不佳的缺陷，提供一種將摻雜金屬的含硅和鈦的納米復合物的光觸媒自清潔整理劑及其制備和應用方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：通過鈦醇鹽、硅醇鹽、金屬鹽以基本原料制備一種納米溶膠，并通過紫外光照射，形成光觸媒自清潔整理劑，其包含同時含有金屬、鈦和硅的納米微球。

本發明提供了一種光觸媒自清潔整理劑，所述光觸媒自清潔整理劑為由以下摩爾份數的原料制成的含納米微粒的溶膠：

鈦醇鹽????(1～10)×10³

硅醇鹽????1～10

金屬鹽????(1～10)×10^-(1～10)。

在本發明所述的光觸媒自清潔整理劑中，所述鈦醇鹽為四異丙醇鈦、四丙醇鈦、四乙醇鈦或2-乙基-1-己醇鈦。

在本發明所述的光觸媒自清潔整理劑中，所述硅醇鹽為四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四丙氧基硅烷或四異丙氧基硅烷。

在本發明所述的光觸媒自清潔整理劑中，所述金屬鹽中的金屬離子為以下一組金屬離子中的一種或多種的混合：金、銀、銅、鐵、鋁和鉑。

在本發明所述的光觸媒自清潔整理劑中，所述光觸媒自清潔整理劑的原料還包括有機溶劑、酸和水。

在本發明所述的光觸媒自清潔整理劑中，所述光觸媒自清潔整理劑中的納米微粒至少有一個方向的尺寸小于30nm。

本發明還提供了一種光觸媒自清潔整理劑的制備方法，包括以下步驟：

S1：使用鈦醇鹽、硅醇鹽、金屬鹽制備預溶液；