r> (4)將4mL調(diào)配好的分散液直接高壓噴涂到防滲透層表面(面積為0.01 m2),并將樣品于室溫條件下干燥固化30 min,如此反復(fù)2次。
[0017]將制備的樣品進(jìn)行光催降解實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)在100 mL羅丹明B水溶液(20 mg/L)中進(jìn)行,光催化實(shí)驗(yàn)2小時(shí)測得羅丹明B的脫色率為93%。
[0018]實(shí)施例2
本實(shí)施例是在硅酸鹽水泥基底表面制備的光催化涂層,其中光觸媒采用的是納米級Ti02 (純銳鈦礦,平均粒徑為5 nm)和P25 (德固賽),具體步驟如下:
1.打底層的制備
打底層的制備所采用的原料是6質(zhì)量分?jǐn)?shù)的硅溶膠。在制備打底層之前,首先對硅酸鹽水泥基底進(jìn)行清理,主要目的是清除基底表面的松散結(jié)構(gòu)或物質(zhì),清除采用干毛刷及高壓氣體噴刷;之后將4 mL的硅溶膠直接高壓噴涂到基底表面(面積為0.01 m2),并將樣品于室溫條件下干燥固化1小時(shí),如此反復(fù)5次。
[0019]2.防滲透層的制備
防滲透層的制備所采用的原料是硅酮膠分散液。硅酮膠是由有機(jī)羥基硅酮、有機(jī)甲基硅酮、氣相二氧化硅、碳酸鈣、甲基硅烷組成的。使用之前使用環(huán)己烷對其進(jìn)行稀釋,使其形成硅酮膠的分散液,其中硅酮膠的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5。
[0020]在制備“防滲透層”之前需要清除打底層表面的松散結(jié)構(gòu)或物質(zhì)。清除采用干毛刷及高壓氣體噴刷。之后將4 mL硅酮膠的分散液直接高壓噴涂到打底層表面(面積為0.01m2),并將樣品于室溫條件下干燥固化30 min,如此反復(fù)5次。
[0021]3.光催化層的制備光催化層的制備步驟為:
(1)將4質(zhì)量分?jǐn)?shù)的硅酮膠加入到環(huán)己烷當(dāng)中,經(jīng)1小時(shí)攪拌使硅酮膠能夠分散到環(huán)己烷當(dāng)中;
(2)加入0.8質(zhì)量分?jǐn)?shù)的納米Ti02(純銳鈦礦,平均粒徑為5 nm)、0.2質(zhì)量分?jǐn)?shù)的P25(德固賽)及0.5質(zhì)量分?jǐn)?shù)的鈦酸四丁酯,經(jīng)過2小時(shí)的攪拌及8分鐘的超聲分散形成分散液;
(3)采用干毛刷及高壓氣體噴刷方法對防滲透層表面進(jìn)行清理,以清除防滲透層表面的松散結(jié)構(gòu)或物質(zhì);
(4)將4mL調(diào)配好的分散液直接高壓噴涂到防滲透層表面(面積為0.01 m2),并將樣品于室溫條件下干燥固化30 min,如此反復(fù)2次。
[0022]將制備的樣品進(jìn)行光催降解實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)在100 mL羅丹明B水溶液(20 mg/L)中進(jìn)行,光催化實(shí)驗(yàn)2小時(shí)測得羅丹明B的脫色率為97%。
[0023]實(shí)施例3
本實(shí)施例是在陶瓷(不含釉面)基底表面制備的光催化涂層,其中光觸媒采用的是純銳鈦礦的納米級Ti02 (純銳鈦礦,平均粒徑為5 nm),具體步驟如下:
1.打底層的制備
打底層的制備所采用的原料是6質(zhì)量分?jǐn)?shù)的硅溶膠。在制備打底層之前,首先對陶瓷(不含釉面)基底進(jìn)行清理,主要目的是清除基底表面的松散結(jié)構(gòu)或物質(zhì),清除采用干毛刷及高壓氣體噴刷;之后將4 mL的硅溶膠直接高壓噴涂到基底表面(面積為0.01 m2),并將樣品于室溫條件下干燥固化1小時(shí),如此反復(fù)2次。
[0024]2.防滲透層的制備
防滲透層的制備所采用的原料是硅酮膠分散液。硅酮膠是由有機(jī)羥基硅酮、有機(jī)甲基硅酮、氣相二氧化硅、碳酸鈣、甲基硅烷組成的。使用之前使用環(huán)己烷對其進(jìn)行稀釋,使其形成硅酮膠的分散液,其中硅酮膠的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5。
[0025]在制備“防滲透層”之前需要清除打底層表面的松散結(jié)構(gòu)或物質(zhì)。清除采用干毛刷及高壓氣體噴刷。之后將4 mL硅酮膠的分散液直接高壓噴涂到打底層表面(面積為0.01m2),并將樣品于室溫條件下干燥固化30 min,如此反復(fù)5次。
[0026]3.光催化層的制備光催化層的制備步驟為:
(1)將4質(zhì)量分?jǐn)?shù)的硅酮膠加入到環(huán)己烷當(dāng)中,經(jīng)1小時(shí)攪拌使硅酮膠能夠分散到環(huán)己烷當(dāng)中;
(2)加入1質(zhì)量分?jǐn)?shù)的納米Ti02(純銳鈦礦,平均粒徑為5 nm)、0.5質(zhì)量分?jǐn)?shù)的鈦酸四丁酯,經(jīng)過2小時(shí)的攪拌及8分鐘的超聲分散形成分散液;
(3)采用干毛刷及高壓氣體噴刷方法對防滲透層表面進(jìn)行清理,以清除防滲透層表面的松散結(jié)構(gòu)或物質(zhì);
(4)將4mL調(diào)配好的分散液直接高壓噴涂到防滲透層表面(面積為0.01 m2),并將樣品于室溫條件下干燥固化30 min,如此反復(fù)2次。
[0027]將制備的樣品進(jìn)行光催降解實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)在100 mL羅丹明B水溶液(20 mg/L)中進(jìn)行,光催化實(shí)驗(yàn)2小時(shí)測得羅丹明B的脫色率為94%。
[0028]對比例
本實(shí)驗(yàn)是實(shí)施例1的對比例。實(shí)驗(yàn)是在硅酸鹽水泥基底表面制備的不含打底層和防滲透層的光催化涂層。光催化層的制備步驟為:
(1)將4質(zhì)量分?jǐn)?shù)的硅酮膠加入到環(huán)己烷當(dāng)中,經(jīng)1小時(shí)攪拌使硅酮膠能夠分散到環(huán)己烷當(dāng)中;
(2)加入1質(zhì)量分?jǐn)?shù)的納米Ti02(純銳鈦礦,平均粒徑為5 nm)、0.5質(zhì)量分?jǐn)?shù)的鈦酸四丁酯,經(jīng)過2小時(shí)的攪拌及8分鐘的超聲分散形成分散液;
(3)采用干毛刷及高壓氣體噴刷方法對硅酸鹽水泥表面進(jìn)行清理,以清除防滲透層表面的松散結(jié)構(gòu)或物質(zhì);
(4)將4mL調(diào)配好的分散液直接高壓噴涂到基底表面(面積為0.01 m2),并將樣品于室溫條件下干燥固化30 min,如此反復(fù)2次。
[0029]將制備的樣品進(jìn)行光催降解實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)在100 mL羅丹明B水溶液(20 mg/L)中進(jìn)行,光催化實(shí)驗(yàn)2小時(shí)測得羅丹明B的脫色率為46%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種對基底限制少、效率高、成本低的光催化涂層的制備工藝,其特征在于:該工藝所制備的涂層為多層復(fù)合結(jié)構(gòu),其包括:打底層、防滲透層、光催化層,制備步驟為:打底層的制備;防滲透層的制備;光催化層的制備。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光催化涂層的制備工藝,其特征在于:打底層的制備原料為5質(zhì)量分?jǐn)?shù)以上、30質(zhì)量分?jǐn)?shù)以下的硅溶膠,將硅溶膠直接高壓噴涂在基底材料表面,干燥固化之后重復(fù)上述步驟1-7次形成打底層。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光催化涂層的制備工藝,其特征在于:防滲透層的制備原料為1質(zhì)量分?jǐn)?shù)以上、11質(zhì)量分?jǐn)?shù)以下的硅酮膠分散液,將硅酮膠分散液直接高壓噴涂在打底層表面,干燥固化之后重復(fù)上述步驟1-7次形成防滲透層。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光催化涂層的制備工藝,其特征在于光催化層的制備步驟為: (1)將硅酮膠加入到環(huán)己烷當(dāng)中,經(jīng)0.5-2小時(shí)攪拌使硅酮膠能夠分散到環(huán)己烷當(dāng)中; (2)加入光觸媒、鈦酸四丁酯,經(jīng)過1-3小時(shí)的攪拌和4-12分鐘的超聲分散形成穩(wěn)定的分散液; (3)采用干毛刷及高壓氣體噴刷方法對防滲透層表面進(jìn)行清理,以清除防滲透層表面的松散結(jié)構(gòu)或物質(zhì); (4)將調(diào)配好的分散液利用高壓噴涂在經(jīng)過表面清理的防滲透層上,經(jīng)20-60分鐘的干燥固化,重復(fù)噴涂、干燥固化步驟1-5次形成光催化層。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光催化層的制備步驟,其特征在于: (a)硅酮膠的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在1到4之間; (b)光觸媒為納米級Ti02、ZnO、CdS、W03、Fe203、PbS、Sn02、ZnS、SrTi03、Si02* 的一種或多種,其質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.5到1之間; (c)鈦酸四丁酯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.1到0.5之間; (d)環(huán)己烷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在94.5到98.4之間。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種限制少、效率高、成本低的光催化涂層的制備工藝。該光催化涂層的制備工藝主要分為三個(gè)步驟,分別為:打底層的制備;防滲透層的制備;光催化層的制備。該工藝制備出的光催化涂層突破了光觸媒對基底材料的要求限制,按照該工藝能夠在硅酸鹽水泥等表面結(jié)構(gòu)復(fù)雜的基底材料上制備出催化性能優(yōu)異的光催化涂層;同時(shí)該工藝擴(kuò)大了光催化涂層的應(yīng)用范圍,使其能夠在水環(huán)境中也能表現(xiàn)出優(yōu)異的光催化性能,且光催化效率得到了較大的提高;此外,該工藝也降低了光催化涂層的制備成本。
【IPC分類】B01J21/06
【公開號】CN105435761
【申請?zhí)枴緾N201510288944
【發(fā)明人】王金斌, 張瑞偉, 鐘向麗, 李波, 李沛
【申請人】湘潭大學(xué)
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年6月1日