[發明專利]一種二氧化鈦-貝殼粉復合材料及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 202010559973.4
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN111686776A
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 畢菲;王立艷;蓋廣清;陳欣;董相廷;趙麗;肖姍姍
• 申請（專利權）人: 吉林建筑大學
• 主分類號: B01J27/232
• 分類號: B01J27/232;B01J21/06;B01J23/745;B01J23/72;B01J37/00;B01J37/34;B01D53/86;B01D53/72;C02F1/30;C09D5/14;C09D7/61
• 代理公司: 深圳市欣亞知識產權代理事務所(普通合伙) 44621
• 代理人: 葛勤;程光慧

本發明公開了一種二氧化鈦?貝殼粉復合材料及其制備方法，包括TiO₂和貝殼粉，所述TiO₂和貝殼粉的質量比為1：0.5?2，所述復合材料光催化性能優異，貝殼粉作為二氧化鈦的載體，起到了抑制納米TiO₂團聚的作用，且與TiO₂光催化納米材料復合后雙管齊下，既能吸附又能分解污染物。同時也為廢棄貝殼資源的開發和利用提供新途徑，兼具顯著的社會、經濟和環境效益，所述材料適用于涂料領域。

技術領域

本發明屬于化工材料技術領域，涉及一種用于涂料的復合材料及其制備方法，具體地說，涉及一種二氧化鈦-貝殼粉復合材料及其制備方法與應用。

背景技術

由于現代人每天80％-90％的時間是在室內度過，因而室內空氣污染對人體危害較大。為了降低裝修導致的室內空氣污染，我國自2001年起對各種裝飾裝修的有害物質含量進行了嚴格的限值。經過十幾年的發展，人們生活的室內空氣質量有了很大的改善，但由于各種材料中污染物的累積作用以及個別材料的選擇不當，仍然有很多的家庭飽受室內空氣污染的困擾。

近幾年來，對于室內空氣凈化的研究非常活躍。目前，室內空氣凈化類產品很多，如活性炭、空氣凈化器、各種空氣治理劑、功能性壁紙、硅藻泥等。在眾多的空氣凈化產品中，內墻涂料作為目前應用最為廣泛的內墻裝修產品，具有成本低、室內涂布面積大、無二次污染的優點，因而在凈化空氣方面具有較大的潛力，也受到廣大消費者的普遍青睞。自1972年日本科學家Fujishima等發現TiO₂可在紫外光作用下將水分解為氫氣和氧氣以來，經過幾十年的發展，以納米TiO₂為代表的半導體光催化材料及其光催化技術取得了豐碩的研究成果。TiO₂是一種重要的無機化工原料，具有無毒無害、著色力強、遮蓋力高、耐候性好等諸多優良特性，在涂料工業的各個領域得到了廣泛的應用，尤其在有機污染物降解、污水處理、空氣凈化等方向得到了長足的發展。TiO₂作為環境友好性材料，隨著人們環境意識的增強，將TiO₂的顏料性能與光催化特性集于一身的TiO₂光催化涂料也越來越受到業界的重視。

但是納米TiO₂在涂料中的應用面臨以下幾個重要問題：(1)普通的納米TiO₂只是在紫外光下具有優異的光催化性能，在可見光下則無明顯作用，而普通室內環境中的紫外光強度極其微弱，因此需要對納米TiO₂進行改性處理。(2)在TiO₂納米材料向涂料添加過程中，不可避免地存在納米離子的團聚和包覆現象，從而導致光觸媒的光催化作用失效。(3)TiO₂在降解低濃度的有機物時，由于其對有機物的吸附能力較差，使得光催化反應過程中與有機物分子的碰撞幾率減少，導致光催化降解效率不高。

發明內容

為此，本發明正是要解決上述技術問題，從而提出一種可提高TiO₂對可見光的吸收、光催化性能優異的二氧化鈦-貝殼粉復合材料及其制備方法與應用。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案為：

本發明一方面提供一種二氧化鈦-貝殼粉復合材料，其包括TiO₂和貝殼粉，所述TiO₂和貝殼粉的質量比為1：0.5-2。

進一步地，所述復合材料還包括金屬離子，所述金屬離子為Fe³⁺或Cu²⁺，所述復合材料中，所述Fe³⁺或Cu²⁺的摩爾濃度為0.1-0.5％。

本發明另一方面提供一種制備所述的復合材料的方法，其包括如下步驟：

S1、將鈦酸丁酯與溶劑混合均勻，按照TiO₂和貝殼粉的質量比1：0.5-2加入貝殼粉，攪拌均勻得到預混物；