[發明專利]一種二氧化鈦光催化涂層的制備方法

在審

• 申請號: 201910599863.8
• 申請日: 2019-07-04
• 公開（公告）號: CN110368920A
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 劉自成
• 申請（專利權）人: 深圳市捷智信智能科技有限公司
• 主分類號: B01J21/06
• 分類號: B01J21/06;B01J37/02;C09D1/00;C02F1/30;C02F101/30;C02F101/34;C02F101/38
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司 44217
• 代理人: 高占元

本發明涉及一種二氧化鈦光催化涂層的制備方法，包括如下步驟：先使用丙酮、無水乙醇和去離子水超聲清洗鈦棒表面并充分干燥，重復清洗三次，再將二氧化鈦納米粉體均勻分散于去離子水溶液中，通過強力攪拌形成穩定懸浮液，接下來通過噴槍將懸浮液均勻噴涂于鈦棒表面，在噴涂過程中，鈦棒勻速旋轉，噴涂后的鈦棒經烘烤后再次噴涂，循環往復，噴涂和烘烤次數均為10次。使用本發明的二氧化鈦光催化涂層的制備方法，涂層具有大面積制備、設備要求低、一致性好的特點，采用400℃烘烤使得二氧化鈦納米粉體固定在鈦棒基體上，流程化生產，提高生產效率，且涂層催化效率高，穩定性好。

技術領域

本發明涉及光催化材料技術領域，更具體地說，涉及一種二氧化鈦光催化涂層的制備方法。

背景技術

光催化被公認為目前空氣、水體凈化、有機物降解等的重要技術途徑。基于光催化的原理，在近些年來多種半導體材料被開發出來，而其中二氧化鈦以低成本、無毒、高催化效率等特性成為目前最受關注的一種光催化材料。光催化材料在受到光線照射下，當光子能量高于禁帶寬度時，半導體中的電子從價帶躍遷到導帶，產生了電子-空穴對，其中電子和空穴分別具有強還原性和氧化性。在電子和空穴傳輸過程中，一部分發生復合；另一部分移動到半導體表面從而與環境中物質發生反應，實現了光催化的整個過程。

銳鈦礦型二氧化鈦粉體具有良好的光催化性能，目前國內外研究人員對于二氧化鈦粉體的光催化性能進行了大量研究。然而在大量使用場景中，二氧化鈦涂層更加滿足應用需要，因此如何制備一種穩定的具有良好催化效果的二氧化鈦光催化涂層成為目前的研究熱點。使用目前常用的制備方法生產的二氧化鈦光涂層，生產效率低，且涂層的光催化性能及穩定性都較差，而且使用一段時間后光催化活性會降低。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種二氧化鈦光催化涂層的制備方法，通過該方法制備的涂層穩定性強，催化效果好，生產效率也有一定提高。

本發明的技術解決方案是：本發明提供一種二氧化鈦光催化涂層的制備方法，包括如下步驟：

S1、使用丙酮、無水乙醇和去離子水超聲清洗鈦棒表面并充分干燥，重復清洗三次；

S2、將二氧化鈦納米粉體均勻分散于去離子水溶液中，通過強力攪拌形成穩定懸浮液；

S3、通過噴槍將懸浮液均勻噴涂于鈦棒表面，在噴涂過程中，鈦棒勻速旋轉；

S4、噴涂后的鈦棒經烘烤后再次噴涂，循環往復，噴涂和烘烤次數均為10次。

進一步的，步驟S1中鈦棒的清洗為依次使用丙酮超聲清洗15min，使用無水乙醇超聲清洗15min，使用去離子水超聲清洗15min，循環三次。

進一步的，步驟S2的懸浮液中二氧化鈦粉體的濃度為15％。

進一步的，步驟S3中的噴涂距離為15cm，從而保證二氧化鈦納米粉體在鈦棒表面均勻分布。

進一步的，步驟S4中烘烤溫度為400℃，噴涂時鈦棒的自轉速率為180°/min。

實施本發明的二氧化鈦光催化涂層的制備方法，具有以下有益效果：(1)本發明采用噴涂工藝制備二氧化鈦光催化涂層。噴涂工藝是目前在工業上廣泛應用的一種涂層制備工藝，具有大面積制備、設備要求低、一致性好的特點；

(2)本發明采用400℃烘烤使得二氧化鈦納米粉體固定在鈦棒基體上。烘烤工藝是目前工業生產中大量使用的一個處理過程，有助于實現流程化生產，提高生產效率；

(3)本發明可制備高質量的二氧化鈦光催化涂層。使用本發明方法制備的涂層，涂層面積為2.4cm²時，2小時可以將濃度為2.5mol/l的甲基橙溶液降解75％，催化效率高。

附圖說明