專利名稱：TiO的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種吸附和消毒納米材料，具體地說，是一種TiO2/載鈦羥基磷灰石復(fù)相吸附和消毒納米材料。屬于材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代生活中，Pb、Cd、Cu等重金屬離子，CO、SO2、NOx等有害氣體，甲醛、苯等有機物揮發(fā)物，亞甲基藍、羅丹明等有機染料，大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等細菌等污染物嚴重危害了人類的健康。光催化降解技術(shù)具有常溫常壓下就可進行，并能徹底破壞污染物，沒有二次污染且費用等等優(yōu)點。其中TiO2的光催化活性好、耐腐蝕能力強、本身穩(wěn)定性高、價格相對低和對人體無毒性等優(yōu)點，被公認為是最佳的光催化劑。然而，第一，由于環(huán)境中的污染物等濃度往往較低，所以反應(yīng)物在催化劑表面富集的濃度低，導(dǎo)致光催化降解速率慢。第二，光催化反應(yīng)將污染物轉(zhuǎn)化為無危害物質(zhì)通常需要經(jīng)過許多中間步驟，這些中間產(chǎn)物中有些是極其有害的物質(zhì)。第三，TiO2光催化劑只有在受到紫外光的輻照時，才可能表現(xiàn)出光催化活性，影響了其使用效率。羥基磷灰石(Ca10(PO4)6(OH)2)有獨特的結(jié)構(gòu)和成分，使得它對污染物有很強的吸附作用。最近發(fā)現(xiàn)Ca10(PO4)6(OH)2也具備光催化特性，相關(guān)研究也證實光激發(fā)下Ca10(PO4)6(OH)2的表面產(chǎn)生了充足的具有強氧化能力的氧自由基O2-，因此羥基磷灰石作為消毒殺菌材料具有獨特的性能。
經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)文獻的檢索發(fā)現(xiàn)，黎霞，魏杰，李玉寶在《二氧化鈦/磷灰石納米抗菌復(fù)合材料的研究》(《功能材料》，2004，Vol35(1)，119-121)一文中提出通過溶膠凝膠法在羥基磷灰石表面涂覆TiO2，制備了TiO2/羥基磷灰石復(fù)合抗菌材料。其不足之處是1.只考慮材料生物相容性和抗菌性能，2.溶膠凝膠法制備的復(fù)合材料為物理混合，也難以得到化學(xué)鍵合的羥基磷灰石/TiO2復(fù)合材料，同時TiO2主要以非晶態(tài)形式存在，材料無光催化性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種TiO2/載鈦羥基磷灰石復(fù)相吸附和消毒納米材料，使其對無機或有機物污染物有較強的吸附能力，并能在紫外線或者日光下分解這些物質(zhì)，從而達到吸附和分解有害物質(zhì)的效果。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本發(fā)明主晶相為銳鈦礦晶型的TiO2和羥基磷灰石相，化學(xué)組成式為x{TiO2}/y{(Ca10-zTiz)(PO4)6(OH)2}，其中x＝0.05-0.7，y＝0.3-0.95，z＝0.5-3。
本發(fā)明通過水熱法獲得該TiO2/載鈦羥基磷灰石復(fù)相納米材料。通過涂覆在各種器皿的表面，噴涂在墻壁上或者做成各種凈化設(shè)備等多種方法得以實現(xiàn)。該材料的應(yīng)用領(lǐng)域有以下方面，如空氣殺菌消毒凈化，空氣清新，家裝解毒凈化，殺菌消毒，汽車空氣凈化，農(nóng)藥降解，空調(diào)凈化，水資源凈化等建筑材料和環(huán)保材料，以及人造骨骼等生物材料方面得到廣泛的應(yīng)用。該材料有望在生物材料、環(huán)保材料和建筑材料等領(lǐng)域得到應(yīng)用。該材料有較強的吸附和光催化消毒能力。
本發(fā)明的有益效果是該材料具有光催化活性好、耐腐蝕能力強、化學(xué)穩(wěn)定性高、價格相對較低以及對人體無毒性等優(yōu)點。并能在紫外線或者日光下分解這些物質(zhì)，從而達到吸附和分解有害物質(zhì)的效果。對Pb、Cd、Cu重金屬離子，CO、SO2、NO有害氣體，甲醛、苯等有機物揮發(fā)物，亞甲基藍、羅丹明等有機染料，大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等細菌有很強的吸附能力，直接制成或涂覆在相關(guān)載體上，經(jīng)紫外光或自然光照射可在太陽光或紫外線照射下，可以降解甲醛、亞甲基藍等有機物，礦化NO等有害氣體，并可以滅活細菌。制備的納米載鈦羥基磷灰石/TiO2復(fù)合材料，可以充分利用羥基磷灰石對病毒、細菌和有機物等污染物的捕獲作用和納米TiO2殺菌能力，既可有效地捕獲有害病毒和細菌，又可以有效分解有害病毒和細菌。
具體實施例方式
實施例1x＝0.05，y＝0.95，z＝3，TiO2/載鈦羥基磷灰石復(fù)相吸附和消毒納米材料該實例材料外觀呈白色。測試表明其主要化合物為納米銳鈦礦晶型的TiO2和羥基磷灰石復(fù)合物。其化學(xué)表示式0.05TiO2/{0.95(Ca7Ti3)(PO4)6(OH)2}。該材料對Pb、Cd、Cu等重金屬離子，CO、SO2、NOx等有害氣體，甲醛、苯等有機物揮發(fā)物，亞甲基藍、羅丹明等有機染料，大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等細菌有很強的吸附能力，在太陽光或紫外線照射下，可以降解甲醛、亞甲基藍等有機物，礦化NOx，SOx等有害氣體，并可以滅活細菌。
實施例2x＝0.7，y＝0.3，z＝0.5，TiO2/載鈦羥基磷灰石復(fù)相吸附和消毒納米材料該實例材料外觀呈白色。測試表明其主要化合物為納米銳鈦礦晶型的TiO2和羥基磷灰石復(fù)合物。其化學(xué)表示式0.2TiO2/{0.8Ca10(PO4)6(OH)2}。該材料對Pb、Cd、Cu等重金屬離子，CO、SO2、NO等有害氣體，甲醛、苯等有機物揮發(fā)物，亞甲基藍、羅丹明等有機染料，大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等細菌有很強的吸附能力，在太陽光或紫外線照射下，可以降解甲醛、亞甲基藍等有機物，礦化NO等有害氣體，并可以滅活細菌。
實施例3x＝0.5，y＝0.5，z＝1，TiO2/載鈦羥基磷灰石復(fù)相吸附和消毒納米材料該實例材料外觀呈白色。測試表明其主要化合物為納米銳鈦礦晶型的TiO2和羥基磷灰石復(fù)合物。根據(jù)其主要化合物，確定材料的化學(xué)表示式0.5TiO2/{0.5(Ca9Ti1)(PO4)6(OH)2}。該材料對Pb、Cd、Cu等重金屬離子，CO、SO2、NO等有害氣體，甲醛、苯等有機物揮發(fā)物，亞甲基藍、羅丹明等有機染料，大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等細菌有很強的吸附能力，在太陽光或紫外線照射下，可以降解甲醛、亞甲基藍等有機物，礦化NO等有害氣體，并可以滅活細菌。
實施例4x＝0.8，y＝0.2，z＝0.5，TiO2/載鈦羥基磷灰石復(fù)相吸附和消毒納米材料該實例材料外觀呈白色。測試表明其主要化合物為納米銳鈦礦晶型的TiO2和羥基磷灰石復(fù)合物。其化學(xué)表示式0.2TiO2/{0.8(Ca8Ti2)(PO4)6(OH)2}。該材料對Pb、Cd、Cu等重金屬離子，CO、SO2、NO等有害氣體，甲醛、苯等有機物揮發(fā)物，亞甲基藍、羅丹明等有機染料，大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等細菌有很強的吸附能力，在太陽光或紫外線照射下，可以降解甲醛、亞甲基藍等有機物，礦化NO等有害氣體，并可以滅活細菌。
權(quán)利要求
1.一種TiO2/載鈦羥基磷灰石復(fù)相吸附和消毒納米材料，其特征在于，化學(xué)組成式為x{TiO2}/y{(Ca10-zTiz)(PO4)6(OH)2}，其中x＝0.05-0.7，y＝0.3-0.95，z＝0.5-3。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TiO2/載鈦羥基磷灰石復(fù)相吸附和消毒納米材料，其特征是，主晶相為銳鈦礦晶型的TiO2和羥基磷灰石相。
全文摘要
一種TiO
文檔編號B01J20/06GK1701844SQ20051002479
公開日2005年11月30日 申請日期2005年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月31日
發(fā)明者胡安民, 常程康, 李明, 毛大立, 雷同 申請人:上海交通大學(xué)