專利名稱：二氧化鈦催化劑膜材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種膜材料的制備方法，特別是將納米二氧化鈦涂覆在基材上，在基材表面形成一層二氧化鈦薄膜，并充分利用二氧化鈦膜的光催化特性。
背景技術(shù)：
目前二氧化鈦TiO2催化劑膜材料的制備可采用化學(xué)氣相淀積法(CVD)、金屬有機(jī)化學(xué)氣相淀積法(MOCVD)、陰極電沉積法、溶液浸漬法及溶膠2凝膠法(sol2gel)等制備方法。金屬有機(jī)化學(xué)氣相淀積法是將載氣(H2或Ar)通過前驅(qū)物(含金屬有機(jī)化合物)在高溫爐中加熱，待氣相中前驅(qū)物的蒸汽壓達(dá)到一定恒定值時(shí)，前驅(qū)物被分解沉積在基材上，形成TiO2薄膜。陰極電沉積法是將鈦粉溶解在配制好的H2O2和氨溶液中，在水溶液中實(shí)現(xiàn)電沉積。溶液浸漬法是利用H2O2的強(qiáng)氧化能力，將鈦粉中無定型的TiO2溶解，作為浸漬溶液制備TiO2膜。溶膠2凝膠法(sol2gel)的基本原理是用溶膠2凝膠法制得的溶液，通過浸漬涂層、旋轉(zhuǎn)涂層或噴涂法將溶液施于基材上，最后將基材干燥焙燒，在基材表面形成一層TiO2膜。
本方法是在溶膠2凝膠法基本工藝的基礎(chǔ)上，經(jīng)過試驗(yàn)摸索和驗(yàn)證所改進(jìn)的涂層工藝。工藝簡單、合成溫度比較低，得到的納米TiO2的復(fù)合金屬箔催化劑膜化學(xué)組分均勻，制得的膜孔徑小且孔徑分布范圍窄，良好的控制TiO2薄膜的化學(xué)計(jì)量比和晶型。

發(fā)明內(nèi)容
需將TiO2負(fù)載到光滑平整的載體上形成均一連續(xù)且具有一定光學(xué)特性的薄膜?；谟袡C(jī)途徑所存在的種種缺點(diǎn)以及金屬箔的良好導(dǎo)電性，采用納米TiO2粉末成品，通過無機(jī)途徑以金屬箔為載體鍍膜。
本發(fā)明的技術(shù)方案二氧化鈦催化劑膜材料的制備方法，其特點(diǎn)在于將二氧化鈦TiO2負(fù)載到光滑平整的載體上形成均一連續(xù)且具有一定光學(xué)特性的薄膜，采用納米TiO2粉末成品，通過無機(jī)途徑以金屬箔為載體鍍膜，制備過程分為下述步驟(1)通過超聲振蕩和添加聚乙二醇獲得均一的納米TiO2水分散液，(2)將金屬箔在稀硝酸中浸泡后用去離子水沖洗晾干后備用，(3)將用稀硝酸處理過的金屬箔浸入分散液中勻速提拉，冷風(fēng)吹干后可重復(fù)提拉以制備不同厚度的TiO2催化劑膜材料，(4)經(jīng)干燥煅燒冷卻后即得到負(fù)載納米TiO2的復(fù)合金屬箔催化劑膜材料。
本發(fā)明的有益效果TiO2多孔薄膜由納米粒子堆積而成，納米孔道的孔徑大小在幾十到一百納米之間?？傊诮饘俨砻嫔闲纬傻募{米TiO2薄膜具有一定的厚度，TiO2粒子分布比較均勻，而且團(tuán)聚度不大。


無附圖
具體實(shí)施例方式
二氧化鈦催化劑膜材料的制備方法，其特點(diǎn)在于將二氧化鈦TiO2負(fù)載到光滑平整的載體上形成均一連續(xù)且具有一定光學(xué)特性的薄膜，采用納米TiO2粉末成品，通過無機(jī)途徑以金屬箔為載體鍍膜，制備過程分為下述步驟(1)通過超聲振蕩和添加聚乙二醇獲得均一的納米TiO2水分散液，(2)將金屬箔在稀硝酸中浸泡后用去離子水沖洗晾干后備用，(3)將用稀硝酸處理過的金屬箔浸入分散液中勻速提拉，冷風(fēng)吹干后可重復(fù)提拉以制備不同厚度的TiO2催化劑膜材料，(4)經(jīng)干燥煅燒冷卻后即得到負(fù)載納米TiO2的復(fù)合金屬箔催化劑膜材料。
各步驟操作細(xì)節(jié)如下步驟(1)為稱取適量納米TiO2粉體于燒杯中，加入適量去離子水并使用超聲波振蕩器處理，然后加入少量聚乙二醇，機(jī)械攪拌后得到穩(wěn)定、均勻的乳白色水分散液。
步驟(2)為金屬箔剪成所需大小的長方形，在稀硝酸中浸泡后用去離子水沖洗，重復(fù)操作若干次，晾干后備用。
步驟(3)為將備用金屬箔垂直浸入TiO2水分散液中，停留數(shù)秒后以勻速垂直提拉出分散液，用電吹風(fēng)遠(yuǎn)距離冷風(fēng)吹干吹干后重復(fù)提拉，便可獲得不同厚度的TiO2薄膜。
步驟(4)為將吹干后的TiO2薄膜在一定溫度下干燥，然后在箱式高溫電阻爐中，以緩慢均速升溫煅燒，然后在爐內(nèi)冷卻至室溫時(shí)即得到負(fù)載納米TiO2的復(fù)合金屬箔催化劑膜材料。
權(quán)利要求
1.二氧化鈦催化劑膜材料的制備方法，其特征在于將二氧化鈦TiO2負(fù)載到光滑平整的載體上形成均一連續(xù)且具有一定光學(xué)特性的薄膜，采用納米TiO2粉末成品，通過無機(jī)途徑以金屬箔為載體鍍膜，制備過程分為下述步驟(1)通過超聲振蕩和添加聚乙二醇獲得均一的納米TiO2水分散液，(2)將金屬箔在稀硝酸中浸泡后用去離子水沖洗晾干后備用，(3)將用稀硝酸處理過的金屬箔浸入分散液中勻速提拉，冷風(fēng)吹干后可重復(fù)提拉以制備不同厚度的TiO2催化劑膜材料，(4)經(jīng)干燥煅燒冷卻后即得到負(fù)載納米TiO2的復(fù)合金屬箔催化劑膜材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TiO2催化劑膜材料的制備方法，其特征在于步驟(1)為稱取適量納米TiO2粉體于燒杯中，加入適量去離子水并使用超聲波振蕩器處理，然后加入少量聚乙二醇，機(jī)械攪拌后得到穩(wěn)定、均勻的乳白色水分散液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TiO2催化劑膜材料的制備方法，其特征在于步驟(2)為金屬箔剪成所需大小的長方形，在稀硝酸中浸泡后用去離子水沖洗，重復(fù)操作若干次，晾干后備用。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TiO2催化劑膜材料的制備方法，其特征在于步驟(3)為將備用金屬箔垂直浸入TiO2水分散液中，停留數(shù)秒后以勻速垂直提拉出分散液，用電吹風(fēng)遠(yuǎn)距離冷風(fēng)吹干.吹干后重復(fù)提拉，便可獲得不同厚度的TiO2薄膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TiO2催化劑膜材料的制備方法，其特征在于步驟(4)為將吹干后的TiO2薄膜在一定溫度下干燥，然后在箱式高溫電阻爐中，以緩慢均速升溫煅燒，然后在爐內(nèi)冷卻至室溫時(shí)即得到負(fù)載納米TiO2的復(fù)合金屬箔催化劑膜材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種膜材料的制備方法，特別是將納米二氧化鈦涂覆在基材上，在基材表面形成一層二氧化鈦薄膜，并充分利用二氧化鈦膜的光催化特性。工藝特點(diǎn)在于將二氧化鈦TiO
文檔編號B01J21/00GK1736605SQ20051001437
公開日2006年2月22日 申請日期2005年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月4日
發(fā)明者白志鵬, 王宗爽, 游 燕, 張利文, 董永春, 郭婷, 羅曉 申請人:南開大學(xué)