[發(fā)明專利]復合光催化材料的制備方法

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• 申請日: 2017-05-19
• 公開（公告）號: CN107129734A
• 公開（公告）日: 2017-09-05
• 發(fā)明（設計）人: 劉通
• 申請（專利權）人: 重慶中鼎三正科技有限公司
• 主分類號: C09D133/04
• 分類號: C09D133/04;C09D7/12;C09D5/14
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙)51220
• 代理人: 馬碧娜

技術領域

本發(fā)明涉及一種光催化涂料，具體涉及復合光催化材料的制備方法。

背景技術

隨著生活水平的日益提高，購買汽車、室內裝修及豪華家居成為人們追求舒適生活的其中一部分。而家庭裝修和豪華家居所使用的涂料、油漆、泡沫填料等材料中含有甲醛、苯系物等污染氣體和汽車尾氣排除的危害氣體造成了室內的空氣污染和室外的大氣污染，尤其是室內空氣中的甲醛、苯系物等對人類健康帶來極大的傷害。納米二氧化鈦因為其良好的光催化活性，已在有機污染物降解、污水處理、空氣凈化等方面得到了長足的發(fā)展，光催化氧化技術被認為是解決持久性有機物污染問題的最有應用前景的技術之一，近些年來在國內外被廣泛研究。但二氧化鈦帶隙為3.2ev，它只有在吸收光子能量大于禁帶寬度時，價帶中的電子才能被激發(fā)到導帶，在導帶中形成電子，同時相應在價帶中形成一個帶正電的空穴，即形成電子空穴對。因此，二氧化鈦只能響應波長小于400nm的紫外光(約占太陽光的4％)，而對可見光的響應很弱，并且二氧化鈦因為光激發(fā)產生的電子和空穴很容易復合，光催化效率很低。光催化條件苛刻和光催化效率低嚴重制約了二氧化鈦在光催化降解有機物方面的應用。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題是二氧化鈦只能響應波長小于400nm的紫外光，光催化效率低，對可見光吸收少，不能在室內自然光下有效的抗菌殺菌和降解有毒空氣污染物，目的在于提供復合光催化材料的制備方法，在納米二氧化鈦表面包覆一層聚吡咯，可以顯著提高納米二氧化鈦的光催化效率，并且實現二氧化鈦填料的有機無機復合，獲得一種光催化效率高、成本低、綜合性能好的新型光催化劑，同時摻雜鋅離子，鋅離子具有殺菌的功能，使涂料具有高效無污染的抗菌殺菌和降解空氣中有機污染物的功能。

本發(fā)明通過下述技術方案實現：

復合光催化材料的制備方法，包括如下步驟：1)取鈦箔，利用陽極氧化法制得二氧化鈦納米管薄膜，干燥；2)二氧化鈦納米管薄膜加入到醋酸鋅溶液中進行水熱反應制得載Zn二氧化鈦納米管；3)將吡咯單體、載Zn二氧化鈦納米管加入到濃度為0.1～0.2mol/L的CTAB的正己醇溶液中，攪拌至溶液澄清透明，備用；將過硫酸銨溶液滴加到濃度為0.1～0.2mol/L的CTAB的正己醇溶液中，用鹽酸調節(jié)pH為酸性，攪拌均勻備用；將上述兩種制備好的混合液混合，劇烈攪拌室溫下反應24～32h；加入甲醇終止反應，洗滌，過濾、干燥，得到所需的聚吡咯包覆載Zn二氧化鈦納米管；4)在室溫下，將水性硅丙乳液、聚吡咯包覆的載Zn二氧化鈦納米管、水性潤濕分散劑、水性消泡劑、成膜助劑、水性流平劑、緩蝕劑混合均勻制得復合光催化材料；所述原料的質量份數比為水性硅丙乳液：聚吡咯：納米二氧化鈦：醋酸銀溶液：水性潤濕分散劑：水性消泡劑：成膜助劑：水性流平劑：緩蝕劑：水＝100-110：0.01-0.08：2.2-2.8：20-25:8-15:0.04-2.0:4-8:1.0-2.4:0.4-1.0:40-45。

本發(fā)明的光催化材料制備方法，在納米二氧化鈦表面包覆一層聚吡咯，聚吡咯導電率高、耐高溫及抗氧化性好、環(huán)境穩(wěn)定性好，將導電聚吡咯與二氧化鈦復合，共軛聚合物強的供電子能力可以使得二氧化鈦的導帶即使在可見光下也可以被注入電子，刺激電子空穴對的形成，從而顯著提高二氧化鈦的光催化效率；另外，在二氧化鈦表面包覆一層有機聚合物，由于聚吡咯分子鏈的空間位阻作用，納米二氧化鈦的分散性可以顯著提高，能夠顯著的提高納米二氧化鈦的光催化效率，獲得一種光催化效率高、成本低、綜合性能好的新型光催化劑，同時摻雜鋅離子，鋅離子具有殺菌的功能，使涂料具有高效無污染的抗菌殺菌和降解空氣中有機污染物的功能。

將步驟1)中制得的二氧化鈦納米管薄膜通過硅烷偶聯劑進行改性。

所述水性潤濕分散劑為H-10，所述水性消泡劑為SKC水性消泡劑，所述成膜助劑為1，2-丙二醇，所述水性流平劑為BYK-300，所述緩蝕劑為二甲基乙醇胺。

步驟3)所述的吡咯單體與載Zn二氧化鈦納米管的質量比為0.005～0.04。

所述醋酸銀溶液的摩爾濃度為0.1mol/L。

本發(fā)明與現有技術相比，具有如下的優(yōu)點和有益效果：

1、本發(fā)明復合光催化材料的制備方法，在納米二氧化鈦表面包覆一層聚吡咯，可以顯著提高納米二氧化鈦的光催化效率，并且實現二氧化鈦填料的有機無機復合，獲得一種光催化效率高、成本低、綜合性能好的新型光催化劑，同時摻雜鋅離子，鋅離子具有殺菌的功能，使涂料具有高效無污染的抗菌殺菌和降解空氣中有機污染物的功能；