本發(fā)明涉及一種光催化涂料，具體涉及復(fù)合光催化材料的制備方法。
背景技術(shù)：
：隨著生活水平的日益提高，購買汽車、室內(nèi)裝修及豪華家居成為人們追求舒適生活的其中一部分。而家庭裝修和豪華家居所使用的涂料、油漆、泡沫填料等材料中含有甲醛、苯系物等污染氣體和汽車尾氣排除的危害氣體造成了室內(nèi)的空氣污染和室外的大氣污染，尤其是室內(nèi)空氣中的甲醛、苯系物等對人類健康帶來極大的傷害。納米二氧化鈦因為其良好的光催化活性，已在有機污染物降解、污水處理、空氣凈化等方面得到了長足的發(fā)展，光催化氧化技術(shù)被認為是解決持久性有機物污染問題的最有應(yīng)用前景的技術(shù)之一，近些年來在國內(nèi)外被廣泛研究。但二氧化鈦帶隙為3.2ev，它只有在吸收光子能量大于禁帶寬度時，價帶中的電子才能被激發(fā)到導帶，在導帶中形成電子，同時相應(yīng)在價帶中形成一個帶正電的空穴，即形成電子空穴對。因此，二氧化鈦只能響應(yīng)波長小于400nm的紫外光(約占太陽光的4％)，而對可見光的響應(yīng)很弱，并且二氧化鈦因為光激發(fā)產(chǎn)生的電子和空穴很容易復(fù)合，光催化效率很低。光催化條件苛刻和光催化效率低嚴重制約了二氧化鈦在光催化降解有機物方面的應(yīng)用。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是二氧化鈦只能響應(yīng)波長小于400nm的紫外光，光催化效率低，對可見光吸收少，不能在室內(nèi)自然光下有效的抗菌殺菌和降解有毒空氣污染物，目的在于提供復(fù)合光催化材料的制備方法，在納米二氧化鈦表面包覆一層聚吡咯，可以顯著提高納米二氧化鈦的光催化效率，并且實現(xiàn)二氧化鈦填料的有機無機復(fù)合，獲得一種光催化效率高、成本低、綜合性能好的新型光催化劑，同時摻雜鋅離子，鋅離子具有殺菌的功能，使涂料具有高效無污染的抗菌殺菌和降解空氣中有機污染物的功能。本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：復(fù)合光催化材料的制備方法，包括如下步驟：1)取鈦箔，利用陽極氧化法制得二氧化鈦納米管薄膜，干燥；2)二氧化鈦納米管薄膜加入到醋酸鋅溶液中進行水熱反應(yīng)制得載zn二氧化鈦納米管；3)將吡咯單體、載zn二氧化鈦納米管加入到濃度為0.1～0.2mol/l的ctab的正己醇溶液中，攪拌至溶液澄清透明，備用；將過硫酸銨溶液滴加到濃度為0.1～0.2mol/l的ctab的正己醇溶液中，用鹽酸調(diào)節(jié)ph為酸性，攪拌均勻備用；將上述兩種制備好的混合液混合，劇烈攪拌室溫下反應(yīng)24～32h；加入甲醇終止反應(yīng)，洗滌，過濾、干燥，得到所需的聚吡咯包覆載zn二氧化鈦納米管；4)在室溫下，將水性硅丙乳液、聚吡咯包覆的載zn二氧化鈦納米管、水性潤濕分散劑、水性消泡劑、成膜助劑、水性流平劑、緩蝕劑混合均勻制得復(fù)合光催化材料；所述原料的質(zhì)量份數(shù)比為水性硅丙乳液：聚吡咯：納米二氧化鈦：醋酸銀溶液：水性潤濕分散劑：水性消泡劑：成膜助劑：水性流平劑：緩蝕劑：水＝100-110：0.01-0.08：2.2-2.8：20-25:8-15:0.04-2.0:4-8:1.0-2.4:0.4-1.0:40-45。本發(fā)明的光催化材料制備方法，在納米二氧化鈦表面包覆一層聚吡咯，聚吡咯導電率高、耐高溫及抗氧化性好、環(huán)境穩(wěn)定性好，將導電聚吡咯與二氧化鈦復(fù)合，共軛聚合物強的供電子能力可以使得二氧化鈦的導帶即使在可見光下也可以被注入電子，刺激電子空穴對的形成，從而顯著提高二氧化鈦的光催化效率；另外，在二氧化鈦表面包覆一層有機聚合物，由于聚吡咯分子鏈的空間位阻作用，納米二氧化鈦的分散性可以顯著提高，能夠顯著的提高納米二氧化鈦的光催化效率，獲得一種光催化效率高、成本低、綜合性能好的新型光催化劑，同時摻雜鋅離子，鋅離子具有殺菌的功能，使涂料具有高效無污染的抗菌殺菌和降解空氣中有機污染物的功能。將步驟1)中制得的二氧化鈦納米管薄膜通過硅烷偶聯(lián)劑進行改性。所述水性潤濕分散劑為h-10，所述水性消泡劑為skc水性消泡劑，所述成膜助劑為1，2-丙二醇，所述水性流平劑為byk-300，所述緩蝕劑為二甲基乙醇胺。步驟3)所述的吡咯單體與載zn二氧化鈦納米管的質(zhì)量比為0.005～0.04。所述醋酸銀溶液的摩爾濃度為0.1mol/l。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點和有益效果：1、本發(fā)明復(fù)合光催化材料的制備方法，在納米二氧化鈦表面包覆一層聚吡咯，可以顯著提高納米二氧化鈦的光催化效率，并且實現(xiàn)二氧化鈦填料的有機無機復(fù)合，獲得一種光催化效率高、成本低、綜合性能好的新型光催化劑，同時摻雜鋅離子，鋅離子具有殺菌的功能，使涂料具有高效無污染的抗菌殺菌和降解空氣中有機污染物的功能；2、本發(fā)明復(fù)合光催化材料的制備方法，采用了環(huán)保原材料，涂料制備過程和使用中無環(huán)境污染，光催化涂料清潔無毒，更有利于人體健康，使用更加安全可靠，而且將空氣中有毒污染物徹底氧化生成二氧化碳和水后其自身的各種性能保持不變，長期保持穩(wěn)定的抗菌殺菌和降解室內(nèi)空氣污染物功能。具體實施方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合實施例，對本發(fā)明作進一步的詳細說明，本發(fā)明的示意性實施方式及其說明僅用于解釋本發(fā)明，并不作為對本發(fā)明的限定。實施例1本發(fā)明復(fù)合光催化材料的制備方法，包括如下步驟：1)取鈦箔，利用陽極氧化法制得二氧化鈦納米管薄膜，干燥；2)二氧化鈦納米管薄膜加入到醋酸鋅溶液中進行水熱反應(yīng)制得載zn二氧化鈦納米管；3)將吡咯單體、載zn二氧化鈦納米管加入到濃度為0.1～0.2mol/l的ctab的正己醇溶液中，攪拌至溶液澄清透明，備用；將過硫酸銨溶液滴加到濃度為0.1～0.2mol/l的ctab的正己醇溶液中，用鹽酸調(diào)節(jié)ph為酸性，攪拌均勻備用；將上述兩種制備好的混合液混合，劇烈攪拌室溫下反應(yīng)24～32h；加入甲醇終止反應(yīng)，洗滌，過濾、干燥，得到所需的聚吡咯包覆載zn二氧化鈦納米管；4)在室溫下，將水性硅丙乳液、聚吡咯包覆的載zn二氧化鈦納米管、水性潤濕分散劑、水性消泡劑、成膜助劑、水性流平劑、緩蝕劑混合均勻制得復(fù)合光催化材料；所述原料的質(zhì)量份數(shù)比為水性硅丙乳液：聚吡咯：納米二氧化鈦：醋酸銀溶液：水性潤濕分散劑：水性消泡劑：成膜助劑：水性流平劑：緩蝕劑：水＝100：0.01：2.2：20:8:0.04:4:1.0-:0.4:40。實施例2本發(fā)明復(fù)合光催化材料的制備方法，包括如下步驟：1)取鈦箔，利用陽極氧化法制得二氧化鈦納米管薄膜，干燥；2)二氧化鈦納米管薄膜加入到醋酸鋅溶液中進行水熱反應(yīng)制得載zn二氧化鈦納米管；3)將吡咯單體、載zn二氧化鈦納米管加入到濃度為0.1～0.2mol/l的ctab的正己醇溶液中，攪拌至溶液澄清透明，備用；將過硫酸銨溶液滴加到濃度為0.1～0.2mol/l的ctab的正己醇溶液中，用鹽酸調(diào)節(jié)ph為酸性，攪拌均勻備用；將上述兩種制備好的混合液混合，劇烈攪拌室溫下反應(yīng)24～32h；加入甲醇終止反應(yīng)，洗滌，過濾、干燥，得到所需的聚吡咯包覆載zn二氧化鈦納米管；4)在室溫下，將水性硅丙乳液、聚吡咯包覆的載zn二氧化鈦納米管、水性潤濕分散劑、水性消泡劑、成膜助劑、水性流平劑、緩蝕劑混合均勻制得復(fù)合光催化材料；所述原料的質(zhì)量份數(shù)比為水性硅丙乳液：聚吡咯：納米二氧化鈦：醋酸銀溶液：水性潤濕分散劑：水性消泡劑：成膜助劑：水性流平劑：緩蝕劑：水＝105：0.05：2.5：23:11:1.0:6:1.7:0.7:42。實施例3本發(fā)明復(fù)合光催化材料的制備方法，包括如下步驟：1)取鈦箔，利用陽極氧化法制得二氧化鈦納米管薄膜，干燥；2)二氧化鈦納米管薄膜加入到醋酸鋅溶液中進行水熱反應(yīng)制得載zn二氧化鈦納米管；3)將吡咯單體、載zn二氧化鈦納米管加入到濃度為0.1～0.2mol/l的ctab的正己醇溶液中，攪拌至溶液澄清透明，備用；將過硫酸銨溶液滴加到濃度為0.1～0.2mol/l的ctab的正己醇溶液中，用鹽酸調(diào)節(jié)ph為酸性，攪拌均勻備用；將上述兩種制備好的混合液混合，劇烈攪拌室溫下反應(yīng)24～32h；加入甲醇終止反應(yīng)，洗滌，過濾、干燥，得到所需的聚吡咯包覆載zn二氧化鈦納米管；4)在室溫下，將水性硅丙乳液、聚吡咯包覆的載zn二氧化鈦納米管、水性潤濕分散劑、水性消泡劑、成膜助劑、水性流平劑、緩蝕劑混合均勻制得復(fù)合光催化材料；所述原料的質(zhì)量份數(shù)比為水性硅丙乳液：聚吡咯：納米二氧化鈦：醋酸銀溶液：水性潤濕分散劑：水性消泡劑：成膜助劑：水性流平劑：緩蝕劑：水＝110：0.08：2.8：25:15:2.0:8:2.4:1.0:45。實施例4本發(fā)明復(fù)合光催化材料的制備方法，包括如下步驟：1)取鈦箔，利用陽極氧化法制得二氧化鈦納米管薄膜，干燥；2)二氧化鈦納米管薄膜加入到醋酸鋅溶液中進行水熱反應(yīng)制得載zn二氧化鈦納米管；3)將吡咯單體、載zn二氧化鈦納米管加入到濃度為0.1～0.2mol/l的ctab的正己醇溶液中，攪拌至溶液澄清透明，備用；將過硫酸銨溶液滴加到濃度為0.1～0.2mol/l的ctab的正己醇溶液中，用鹽酸調(diào)節(jié)ph為酸性，攪拌均勻備用；將上述兩種制備好的混合液混合，劇烈攪拌室溫下反應(yīng)24～32h；加入甲醇終止反應(yīng)，洗滌，過濾、干燥，得到所需的聚吡咯包覆載zn二氧化鈦納米管；4)在室溫下，將水性硅丙乳液、聚吡咯包覆的載zn二氧化鈦納米管、水性潤濕分散劑、水性消泡劑、成膜助劑、水性流平劑、緩蝕劑混合均勻制得復(fù)合光催化材料；所述原料的質(zhì)量份數(shù)比為水性硅丙乳液：聚吡咯：納米二氧化鈦：醋酸銀溶液：水性潤濕分散劑：水性消泡劑：成膜助劑：水性流平劑：緩蝕劑：水＝100：0.001：2.2：10:8:0.04:4:1.0:0.4:30。實施例5本發(fā)明復(fù)合光催化材料的制備方法，包括如下步驟：1)取鈦箔，利用陽極氧化法制得二氧化鈦納米管薄膜，干燥；2)二氧化鈦納米管薄膜加入到醋酸鋅溶液中進行水熱反應(yīng)制得載zn二氧化鈦納米管；3)將吡咯單體、載zn二氧化鈦納米管加入到濃度為0.1～0.2mol/l的ctab的正己醇溶液中，攪拌至溶液澄清透明，備用；將過硫酸銨溶液滴加到濃度為0.1～0.2mol/l的ctab的正己醇溶液中，用鹽酸調(diào)節(jié)ph為酸性，攪拌均勻備用；將上述兩種制備好的混合液混合，劇烈攪拌室溫下反應(yīng)24～32h；加入甲醇終止反應(yīng)，洗滌，過濾、干燥，得到所需的聚吡咯包覆載zn二氧化鈦納米管；4)在室溫下，將水性硅丙乳液、聚吡咯包覆的載zn二氧化鈦納米管、水性潤濕分散劑、水性消泡劑、成膜助劑、水性流平劑、緩蝕劑混合均勻制得復(fù)合光催化材料；所述原料的質(zhì)量份數(shù)比為水性硅丙乳液：聚吡咯：納米二氧化鈦：醋酸銀溶液：水性潤濕分散劑：水性消泡劑：成膜助劑：水性流平劑：緩蝕劑：水＝110：1.0：3.0：35:15:2.0:8:2.4:1.0:50。實施例6本實施例與實施例1的區(qū)別在于不包括聚吡咯和醋酸銀溶液。優(yōu)選的，將步驟1)中制得的二氧化鈦納米管薄膜通過硅烷偶聯(lián)劑進行改性。優(yōu)選的，所述水性潤濕分散劑為h-10，所述水性消泡劑為skc水性消泡劑，所述成膜助劑為1，2-丙二醇，所述水性流平劑為byk-300，所述緩蝕劑為二甲基乙醇胺。優(yōu)選的，步驟3)所述的吡咯單體與載zn二氧化鈦納米管的質(zhì)量比為0.005～0.04。優(yōu)選的，所述醋酸銀溶液的摩爾濃度為0.1mol/l。表1不同實施例制得材料對大腸桿菌的殺菌率和對甲醛、甲苯、苯酚的光催化降解率實施例1實施例2實施例3實施例4實施例5實施例6甲醛91.3％90.6％90.8％88.5％87.6％78.8％甲苯86.7％87.2％86.3％83.6％84.1％73.5％苯酚92.5％93.2％93.7％86.5％86.9％76.3％大腸桿菌61.5％63.8％62.3％54.6％52.9％44.8％試驗測試結(jié)果表明，實施例1～3所有涂料對大腸桿菌光催化殺菌率均在60％以上；對甲醛、甲苯、苯酚的光催化降解效率均在85～95％范圍內(nèi)。另外，重復(fù)試驗還發(fā)現(xiàn)其殺菌率和降解率均沒有明顯發(fā)生變化，說明光催化涂料光催化性能穩(wěn)定；實施例4～5為本發(fā)明配方的取值范圍之外，光催化降解率略低，殺菌率下降，而實施例6不含有聚吡咯和醋酸銀溶液，室內(nèi)的甲醛、甲苯、苯酚的光催化降解效率在80％之下。以上所述的具體實施方式，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。當前第1頁12