[發明專利]高強度光催化水泥基復合漿料及其產品的制備方法

有效

• 申請號: 201410079241.X
• 申請日: 2014-03-05
• 公開（公告）號: CN103833285A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 孔德雙;劉志斌;谷昌軍;孔令仁;許升
• 申請（專利權）人: 江蘇高淳陶瓷實業有限公司
• 主分類號: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 游富英

技術領域

本發明涉及光催化水泥基復合漿料領域，尤其是一種高強度、可見光引發光催化水泥基復合漿料及其產品的制備方法。

背景技術

目前建筑領域使用較多的是中等強度普通水泥基材料，實現水泥基材料的高強化具有重要的經濟效益和社會效益。另外，隨著環境污染日益加劇，環境保護也是建材行業面臨的重要課題，通過將水泥基材料改進為具有光催化功能、開發出在可見光下能分解環境中的污染物并具有自潔作用的水泥基材已引起人們的廣泛興趣。

有關高強度水泥基材料的報道和專利已有不少，包括添加功能性材料，改進水泥基材料制作成型工藝等。CN100532314C公開了一種高強度低吸水率水泥基板材漿料及其制備方法，該技術利用漿料自密實活性粉末混凝土的技術直接澆鑄成厚度為幾毫米到十幾毫米的板材，由水泥、硅灰、石英粉、砂、減水劑、防開裂劑和水按一定配比組合而成。制作的產品密實，吸水率小于2％，大大低于目前市場上的各種纖維增強水泥板材(約20％)，抗折強度可以通過增強纖維的含量進行調節。《武漢理工大學學報》2001年第11期23卷報道了RPC高性能水泥基復合材料的研究，通過試驗闡述了RPC-活性粉末混凝土配制過程中對漿體流動度和硬化體強度的機理，在此基礎上得到了RPC配合比，并對其性能進行了測試，得出RPC水泥基材料能顯著提高混凝土強度。

有關光催化水泥基材料也有不少報道，其依據是通過摻雜過渡金屬、稀土元素和非金屬元素等方法對TiO₂進行改性，以提高它的光催化活性和利用可見光（波長大于400nm））作為光源，降低處理成本。JP2003286063公開了一種在水泥基材料中加入納米TiO₂應用的技術，該技術是將光催化二氧化鈦微粒負載在沸石或二氧化硅多孔材料上，與其它水硬性材料等材料配制。由于氮氧化物氧化后生成硝酸，該方法多用于多雨地區，且對光照的要求比較嚴格。《功能材料》2013年第5期44卷報道了摻雜N、La改性?TiO₂的研究，討論了N、La共摻雜對TiO₂晶體結構、電子結構和光學性質的影響，實驗結果表明，摻雜了N、La的TiO₂晶格發生了畸變，提高了體系中八面體偶極矩，N、La共摻雜在可見光區產生了明顯的光吸收，提高了TiO₂的光催化性能。CN200910154677.x公開了一種水泥基材料用納米光催化外加劑的制備方法，該技術制備工藝簡單，制作的水泥基材料用納米光催化外加劑是一種優良的半導體光催化材料，具有一定的光催化活性，而且無毒、化學性質穩定、價廉，廣泛應用于廢氣和廢水處理。但由于TiO₂半導體只能吸收波長小于387nm的紫外光才能發揮催化作用而不能吸收可見光（波長大于400nm），致使該技術的實際應用受到很大限制。

但既具有高強度、又具有可見光引發的光催化水泥基復合材料及其產品未見報道。

發明內容

本發明的目的是提出一種高強度光催化水泥基復合漿料，由其制備的產品不僅具有高強度力學性能、并在可見光下具有光催化活性而使水和大氣中的有機污染物分解，起到提高建筑物質量和保護環境的作用。

為實現此目的，本發明涉及的內容如下：

一種高強度光催化水泥基復合漿料，包括光催化劑復合體、水泥、骨料、活性混合料、聚合物添加劑、纖維、減水劑和水；

????所述光催化劑復合體由改性后的稀土元素與N共摻雜TiO₂、活性炭和導電填料組成，改性后的稀土元素與N共摻雜TiO₂與活性炭和導電填料的質量比為?(29.5～79.5)∶(20～70)∶(0.1～0.5)；

????所述改性后的稀土元素與N共摻雜TiO₂是由稀土元素與N共摻雜TiO₂經Fe離子轟擊注入改性得到；

所述稀土元素與N共摻雜TiO₂中稀土元素與N和TiO₂的質量比為?(0.2～2.5)∶(0.2～2.5)∶(?25～75)。

所述改性后的稀土元素與N共摻雜TiO₂是由稀土元素與N共摻雜TiO₂于加速電壓50kv、轟擊劑量1×10¹⁶/cm²的離子注入機中轟擊15～30min得到。

所述稀土元素與N共摻雜TiO₂的制備方法如下：