[發(fā)明專利]冷噴涂制備可見光響應(yīng)TiO2光催化涂層的方法及設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310626680.3
• 申請日: 2013-11-28
• 公開（公告）號: CN103602976A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 沈艷芳;熊天英;吳杰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院金屬研究所
• 主分類號: C23C24/08
• 分類號: C23C24/08;B01J21/06
• 代理公司: 沈陽優(yōu)普達知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

1.一種冷噴涂制備可見光響應(yīng)TiO₂光催化涂層的方法，其特征在于：該方法以可見光響應(yīng)型TiO₂粉末為噴涂原料，采用粉末加熱冷噴涂技術(shù)在金屬基體或非金屬基體上制備可見光響應(yīng)型TiO₂光催化涂層，可見光響應(yīng)型TiO₂光催化涂層的厚度為5～50μm。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷噴涂制備可見光響應(yīng)TiO₂光催化涂層的方法，其特征在于：所述采用冷噴涂技術(shù)制備可見光響應(yīng)型TiO₂光催化涂層的過程中，采用帶有粉末加熱裝置的冷噴涂設(shè)備，具體工藝參數(shù)如下：噴涂時氣體加熱溫度為200～600℃，粉末加熱溫度為200～600℃，噴涂氣體使用壓縮空氣、氮氣或氦氣，或者所述氣體兩種以上的混合氣體，噴涂時氣體壓力為1.5～2.5MPa，噴涂距離為10～30mm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷噴涂制備可見光響應(yīng)TiO₂光催化涂層的方法，其特征在于：所述帶有粉末加熱裝置的冷噴涂設(shè)備，粉末加熱裝置位于送粉器與De?Laval噴嘴之間，對送粉器輸出的噴涂粉末進行加熱。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷噴涂制備可見光響應(yīng)TiO₂光催化涂層的方法，其特征在于：所述可見光響應(yīng)型TiO₂粉末，其粒度要求為：粒度<35μm的TiO₂粉末其質(zhì)量百分含量小于10wt%，粒度35μm～45μm的TiO₂粉末其質(zhì)量百分含量大于90wt%，余量為粒度>45μm的TiO₂粉末。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷噴涂制備可見光響應(yīng)TiO₂光催化涂層的方法，其特征在于：所述可見光響應(yīng)型TiO₂粉末是改性過的、可以吸收可見光的二氧化鈦。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的冷噴涂制備可見光響應(yīng)TiO₂光催化涂層的方法，其特征在于：所述可見光響應(yīng)型TiO₂粉末吸收可見光并在可見光下發(fā)生光催化反應(yīng)；可見光響應(yīng)型TiO₂粉末是金屬元素或非金屬元素摻雜改性，或者可見光響應(yīng)型TiO₂粉末是氧化物耦合的二氧化鈦，或者可見光響應(yīng)型TiO₂粉末是染料敏化的二氧化鈦；所述摻雜改性是單一元素摻雜改性，或者是兩種或兩種以上元素摻雜改性。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷噴涂制備可見光響應(yīng)TiO₂光催化涂層的方法，其特征在于：所述基體為不銹鋼、鈦、鋁、聚氨酯或聚四氟；噴涂前，基體先使用丙酮或乙醇除油，再用24目的白剛玉進行噴砂粗化處理。

8.一種權(quán)利要求1所述方法的冷噴涂制備可見光響應(yīng)TiO₂光催化涂層的設(shè)備，其特征在于：采用帶有粉末加熱裝置的冷噴涂系統(tǒng)，包括氣體加熱器、送粉器、粉末加熱器、噴槍和控制系統(tǒng)，具體結(jié)構(gòu)如下：

控制系統(tǒng)的入口與壓縮氣體入口相通，控制系統(tǒng)的出口分出兩個管路：一路通過管路與送粉器的入口連通，送粉器的出口通過管路與粉末加熱器的入口連通，粉末加熱器的出口通過管路與噴槍連通；另一路通過管路與氣體加熱器的入口連通，氣體加熱器的出口與噴槍連通；噴槍的出口與基體相對應(yīng)。

9.按照權(quán)利要求8所述的冷噴涂制備可見光響應(yīng)TiO₂光催化涂層的設(shè)備，其特征在于：控制系統(tǒng)將壓縮氣體分出兩個管路，在控制系統(tǒng)與送粉器連通的管路上設(shè)置送粉器控制閥，在送粉器與粉末加熱器連通的管路上設(shè)置粉末加熱器控制閥，在控制系統(tǒng)與氣體加熱器連通的管路上設(shè)置氣體加熱器控制閥；噴槍垂直固定在支架上，基體在X-Y二維運動平臺上相對噴槍運動。

10.按照權(quán)利要求8所述的冷噴涂制備可見光響應(yīng)TiO₂光催化涂層的設(shè)備，其特征在于：壓縮氣體分別作為驅(qū)動氣體和載氣，控制系統(tǒng)開通兩路：一路利用壓縮氣體為驅(qū)動氣體，將送粉器中的可見光響應(yīng)型TiO₂粉末送至粉末加熱器，由粉末加熱器對送粉器輸出的噴涂粉末進行加熱；另一路壓縮氣體作為載氣，經(jīng)氣體加熱器對載氣進行加熱；加熱后的載氣在噴槍內(nèi)與粉末加熱器加熱的粉末相混合，在噴槍內(nèi)能夠保持粉末溫度，且攜帶粉末的載氣膨脹加速，載氣與粉末通過噴槍內(nèi)的De?Laval噴嘴一起加速至超音速，射向基體形成可見光響應(yīng)型TiO₂光催化涂層；所述壓縮氣體為壓縮空氣、壓縮氮氣或壓縮氦氣，或者所述氣體兩種以上的混合氣體。