[發(fā)明專利]負(fù)載于陶瓷體表面的納米二氧化鈦薄膜材料的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010138752.6
• 申請(qǐng)日: 2010-03-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101817696A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周立軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 岳陽(yáng)瑞塔光電科技有限公司
• 主分類號(hào): C04B41/85
• 分類號(hào): C04B41/85
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種負(fù)載于陶瓷體表面的納米二氧化鈦薄膜材 料的制備工藝。

背景技術(shù)

在光線的照射下，納米二氧化鈦光催化劑將光能轉(zhuǎn)換為極具氧化力的羥基及活性氧，它 幾乎可以分解所有對(duì)環(huán)境有害的有機(jī)物質(zhì)，如甲醛、農(nóng)藥、以及含有苯環(huán)系列有機(jī)化合物。 由于光催化劑不參與其他化學(xué)反應(yīng)，理論上為半永久型有效產(chǎn)品，在性能上十分安全、穩(wěn)定。 因而光催化劑作為一種新興的環(huán)境凈化材料已成為目前工農(nóng)業(yè)廢水治理領(lǐng)域最受人們關(guān)注的 焦點(diǎn)之一。與其他污水處理技術(shù)相比，它具有很多優(yōu)點(diǎn)：成本低、效率高、無(wú)二次污染等。 納米二氧化鈦光催化劑材料在光源激發(fā)下能夠產(chǎn)生高活性的強(qiáng)還原性電子和帶正電荷強(qiáng)氧化 性的空穴，從而與溶液中的有機(jī)物發(fā)生一系列的氧化-還原反應(yīng)而將其降解，達(dá)到有效凈化 污水的目的。

由于光催化降解處理廢水方法一般都是將納米二氧化鈦粉末分散于廢水溶液中，再進(jìn)行 光照降解廢水有機(jī)物。但是，該方法存在的問(wèn)題是納米二氧化鈦粉末不易回收，二次利用率 低，成本太高，難以推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種負(fù)載于陶瓷體表面的納米二氧化鈦薄 膜材料的制作方法，它是將干凈的耐高溫耐腐蝕陶瓷體浸泡于二氧化鈦溶膠中，經(jīng)過(guò)高溫煅 燒后形成一層納米二氧化鈦薄膜材料，而負(fù)載有納米二氧化鈦薄膜材料的陶瓷體用于廢水處 理，包括石油化工、日化工業(yè)、涂料工業(yè)等污水處理，可有效降解廢水中的有機(jī)化合物，凈 化水資源，方法簡(jiǎn)單，實(shí)用有效。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案為：將無(wú)機(jī)鈦鹽加入去離子水中，然后進(jìn)行攪拌，一邊攪拌 一邊加入堿液，調(diào)節(jié)加入堿液后的溶液的pH至6-8，使鈦離子完全水解形成沉淀。將溶液 離心分離，分離后得到的漿料加入到無(wú)水乙醇和乙酰丙酮的混合溶液中，再在漿料與無(wú)水乙 醇和乙酰丙酮的混合溶液中加入分散劑，充分?jǐn)嚢杈鶆蛑敝列纬煞€(wěn)定的二氧化鈦溶膠；最后 將干凈的耐高溫耐腐蝕陶瓷體浸泡于二氧化鈦溶膠中，浸泡2-5次，經(jīng)過(guò)干燥后經(jīng)500-700 ℃馬弗爐中煅燒2-4h，在陶瓷體表面即形成一層納米二氧化鈦薄膜材料，其晶型為銳鈦礦 相結(jié)構(gòu)。

上述制備方法中無(wú)機(jī)鈦鹽與去離子水的重量比為1∶200-400，無(wú)機(jī)鈦鹽采用硫酸氧鈦、 四氯化鈦或者偏鈦酸中的一種。為了防止雜質(zhì)離子影響二氧化鈦溶膠的穩(wěn)定性，一般采用去 離子水。

為了提高納米二氧化鈦薄膜材料的可見(jiàn)光催化活性，上述制備方法中使用的堿液為氨水、 尿素或碳酸氫銨中的一種，按重量比堿液∶加入堿液后的溶液＝40-150∶2000，在煅燒處理 時(shí)能形成摻雜有N(氮)元素的納米二氧化鈦薄膜材料。

上述制備方法中無(wú)水乙醇和乙酰丙酮的體積比為1∶4，漿料與無(wú)水乙醇和乙酰丙酮的混 合溶液的重量比為1∶50-100，

上述制備方法中使用的分散劑為十二烷基苯磺酸鈉、六偏磷酸鈉或者羥丙基纖維素中的 一種，按重量配比分散劑占二氧化鈦溶膠總量的0.5-1％。

上述的耐高溫耐腐蝕陶瓷體為普通的實(shí)心陶瓷體或者空心陶瓷體。

上述的偏鈦酸由原鈦酸與水經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間放置或加熱而得。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下顯著的進(jìn)步和突出的特點(diǎn)：(1)本發(fā)明制備的納 米二氧化鈦薄膜材料中含有氮元素，在可見(jiàn)光照射下即可產(chǎn)生較高的光催化活性，達(dá)到凈化 污水的目的。(2)采用耐高溫耐腐蝕陶瓷體為載體，將納米二氧化鈦薄膜均勻負(fù)載于陶瓷體 表面，薄膜分布均勻，厚度可控。(3)采用負(fù)載有納米二氧化鈦薄膜的陶瓷體處理工業(yè)廢水， 方法簡(jiǎn)單、可重復(fù)利用、成本大幅較低，并且不會(huì)造成二次污染，解決了傳統(tǒng)處理技術(shù)中納 米二氧化鈦粉末不易回收的難題。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例一