一種含有光催化劑層的基材及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種含有光催化劑層的基材，包括基材本體以及通過膠粘劑層附著于基材本體上、由光催化劑組成的光催化劑層。其制造過程包括：1)將光催化劑與水于常溫常壓下進行混合制成光催化劑懸濁液；2)常溫下，將膠粘劑均勻涂布于基材本體上，然后將該基材本體于高濕環(huán)境下干化；3)將步驟1)中的光催化劑懸濁液均勻涂布于基材本體上后進行加熱，加熱完成后清洗基材本體即可。本發(fā)明通過特定的膠粘劑將固態(tài)的光催化劑粉末固定于一基材上，在保持粉末態(tài)光催化劑原有特性的同時，還可不受場所及處理介質(zhì)的影響，直接將含有光催化劑層的基材置于待處理環(huán)境中進行凈化處理，且凈化完成后，可方便地將該基材從環(huán)境中去除。
【專利說明】一種含有光催化劑層的基材及其制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種凈化材料，具體涉及一種含有光催化劑層的基材，可直接或間接應用于環(huán)境凈化領(lǐng)域，以分解水中和空氣中的有機污染物質(zhì)；此外，本發(fā)明還涉及一種所述基材的制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]光催化凈化是基于光催化劑在光子作用下具有的氧化還原能力來凈化去除環(huán)境中的污染物，具有反應條件溫和、二次污染小、運行成本低以及凈化效果好等優(yōu)點，特別適合于室內(nèi)空氣的凈化處理。然而，由于光催化劑大都呈粉末態(tài)，若將其直接置于待處理環(huán)境中進行凈化處理，如直接將其投入到水中對水體凈化處理，凈化完成后，如何將光催化劑從環(huán)境，如水體中完全分離出來，卻十分困難。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種含有光催化劑的基材，借助于無機膠將粉末態(tài)的光催化劑膠粘固定于一基材上，凈化處理完成后可方便地從環(huán)境中去除。本發(fā)明的另一目的在于提供一種所述基材的制造方法。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0005]一種含有光催化劑層的基材，包括基材本體以及通過膠粘劑層附著于基材本體上、由光催化劑組成的光催化劑層。
[0006]優(yōu)選的是:所述基材本體為表面具有浸潤性、可耐120_500°C高溫的材料。
[0007]優(yōu)選的是:所述膠粘劑層為無機膠粘劑層，且其厚度為0.01-0.025mm。
[0008]優(yōu)選的是:所述光催化劑層的厚度為0.01-0.03mm，所述光催化劑的粒徑為5_20nmo
[0009]本發(fā)明的另一目的，一種如上所述含有光催化劑層的基材的制造方法，包括以下步驟:
[0010]I)將光催化劑粉末與水于常溫常壓下進行混合制成光催化劑懸濁液；
[0011]2)常溫下，將膠粘劑均勻涂布于基材本體上，然后將該基材本體于高濕環(huán)境下干化3?10分鐘；
[0012]3)將步驟I)中的光催化劑懸濁液均勻涂布于基材本體上后進行加熱，加熱完成后清洗基材本體即可。
[0013]優(yōu)選的是:步驟I)中，所述光催化劑與水的質(zhì)量比為1:0.5?2。
[0014]優(yōu)選的是:所述光催化劑為二氧化鈦、氧化鋅和氧化錫中的一種或幾種，且其粒徑為 5_20nm。
[0015]優(yōu)選的是:所述步驟2)中，干化環(huán)境的絕對濕度大于10g/m3且相對濕度為45%?90%。
[0016]優(yōu)選的是:所述基材本體為表面具有浸潤性、可耐120-500°C的材料；所述膠粘劑為無機膠粘劑，且其在基材上的涂布厚度為0.01-0.025mm。
[0017]優(yōu)選的是:所述步驟3)中，所述光催化劑懸濁液的涂布厚度為0.01-0.03mm ;所述加熱過程包括:涂布有光催化劑懸池液的基材先于80?90°C下加熱I?3小時,然后于120?130°C下加熱I?3小時或是于450?500°C下加熱3?5分鐘。
[0018]本發(fā)明的有益效果在于，本發(fā)明通過特定的無機膠粘劑將固態(tài)的光催化劑固定于一基材上，在保持光催化劑原有特性的同時，還可便于將含有光催化劑層的基材直接置于待凈化處理的環(huán)境中進行凈化處理，不受場所及處理介質(zhì)的影響，且凈化完成后，可方便地將含光催化劑層的基材從環(huán)境中去除。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1示出了本發(fā)明所述含有光催化劑層的基材的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明的【具體實施方式】做進一步說明。
[0021]如附圖1所示，本發(fā)明所述的含有光催化劑層的基材，包括基材本體1，以及通過膠粘劑層2附著于基材本體I上、由光催化劑31組成的光催化劑層3，其中，所述基材本體I為表面為浸潤性、可耐120-50(TC高溫的材料，如:陶瓷或是經(jīng)過表面處理如強酸腐蝕后表面具有浸潤性的金屬材料；所述膠粘劑層2為無機膠粘劑層，且其厚度為0.01-0.025mm ；所述光催化劑31為二氧化鈦、氧化鋅和氧化錫中的一種或幾種，且其粒徑為5-20nm。
[0022]本發(fā)明所述的含有光催化劑層的基材的制造方法，包括以下步驟:
[0023]I)將光催化劑與水于常溫常壓下進行混合制成光催化劑懸濁液；
[0024]2)常溫下，將膠粘劑均勻涂布于基材本體上，然后將該基材置于高濕環(huán)境下干化；
[0025]3)將步驟I)中的光催化劑懸濁液均勻涂布于本體基材上后進行加熱，加熱完成后清洗基材即可。
[0026]其中，所述步驟I)中，所述光催化劑粉末與水按質(zhì)量比為1:0.5?2進行混合，所述光催化劑粉末為二氧化鈦、氧化鋅和氧化錫中的一種或幾種，且其粒徑為5-20nm ;所述步驟2)中，環(huán)境濕度(絕對濕度)> 10g/m3，相對濕度為45%?90%，所述膠粘劑為無機膠粘劑，優(yōu)選硅酸鹽無機膠粘劑和/或磷酸鹽無機膠粘劑，且其在基材本體上的涂布厚度為0.01-0.025mm ;所述基材優(yōu)選表面為浸潤性、可耐120-500°C高溫的材料，如:陶瓷以及經(jīng)過表面處理如強酸腐蝕后表面具有浸潤性的金屬材料；所述步驟3)中，光催化劑懸濁液的涂布厚度為0.01-0.03mm，所述加熱過程包括:涂布有光催化劑懸濁液的基材先于80?90°C下加熱I?3小時，然后于120?130°C下加熱I?3小時或是于450?500°C下加熱3?5分鐘。
[0027]實施例1
[0028]一種含有光催化劑層的基材的制造方法，包括以下制造步驟:
[0029]I)將粒徑為5nm的二氧化鈦粉末與水按1:1的質(zhì)量比于常溫常壓下進行攪拌混合制成均勻的光催化劑懸濁液；
[0030]2)常溫下，將硅酸鹽無機膠粘劑均勻涂布于基材本體上形成厚度為0.02mm的膠粘劑層，其中，所述基材本體為表面經(jīng)過強酸腐蝕處理后表面具有浸潤性的金屬鋁材，然后將涂布有無機膠粘劑的金屬鋁材置于絕對濕度為18g/m3，相對濕度為50%的環(huán)境下干化3分鐘，
[0031]3)將步驟I)中的光催化劑懸濁液均勻涂布于基材的膠粘劑層上形成厚度為0.03mm的光催化劑層，并于80°C下加熱I小時，然后于120°C下加熱I小時后，清洗基材即得本發(fā)明所述的含有光催化劑層的基材。
[0032]按照實施例1所述的制造方法制得的含有光催化劑層的基材，其具有如附圖1所示的結(jié)構(gòu)，包括鋁基材1，以及通過無機膠粘劑層2附著于鋁基材I上的二氧化鈦光催化劑層3。
[0033]實施例2
[0034]一種含有光催化劑層的基材的制造方法，包括以下制造步驟:
[0035]I)將粒徑為15nm的氧化錫粉末與水按1:1.5的質(zhì)量比于常溫常壓下進行攪拌混合制成均勻的光催化劑懸濁液；
[0036]2)常溫下，將磷酸鹽無機膠粘劑均勻涂布于基材本體上形成厚度為0.015mm的膠粘劑層，其中，所述基材本體為陶瓷，然后將涂布有無機膠粘劑的陶瓷置于絕對濕度為20g/m3、相對濕度為75%的環(huán)境下干化5分鐘，
[0037]3)將步驟I)中的光催化劑懸濁液均勻涂布于基材的膠粘劑層上形成厚度為0.02mm的光催化劑層，并于85°C下加熱2小時，然后于500°C下加熱3分鐘后，清洗基材即得本發(fā)明所述的含有光催化劑層的基材，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括陶瓷基材1，以及通過無機膠粘劑層2附著于陶瓷基材I上的氧化錫光催化劑層3。
[0038]按照GB/T 5210-2006/IS04624:2002《色漆和清漆拉開法附著力試驗》對上述實施例I制得的含有光催化劑層的基材進行結(jié)合強度測試，其測試顯示:二氧化鈦光催化劑與招基材的結(jié)合強度大于1.8kg/cm2。
[0039]光催化效果測試
[0040]將上述實施例1制得的含有二氧化鈦光催化劑層的鋁基材(60X60mm)放置于200ml濃度為0.0856ppm的亞甲基藍溶液中(在665nm處的吸光度為0.2088)，并以兩盞波長為254nm的紫外燈對其進行照射，一小時后，亞甲基藍溶液在665nm處的吸光度降為
0.0049。
[0041]本發(fā)明已通過優(yōu)選的實施方式進行了詳盡的說明。然而，通過對前文的研讀，對各實施方式的變化和增加也是本領(lǐng)域技術(shù)人員所顯而易見的。 申請人:的意圖是所有這些變化和增加均落在了本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍中。
【權(quán)利要求】
1.一種含有光催化劑層的基材，其特征在于:包括基材本體以及通過膠粘劑層附著于基材本體上、由光催化劑組成的光催化劑層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基材，其特征在于:所述基材本體為表面具有浸潤性、可耐120-500°C高溫的材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基材，其特征在于:所述膠粘劑層為無機膠粘劑層，且其厚度為 0.01-0.025mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基材，其特征在于:所述光催化劑層的厚度為0.01-0.03mm,所述光催化劑的粒徑為5-20nm。
5.—種如權(quán)利要求1-4任意一項所述含有光催化劑層的基材的制造方法,其特征在于，包括以下步驟: 1)將光催化劑粉末與水于常溫常壓下進行混合制成光催化劑懸濁液； 2)常溫下，將膠粘劑均勻涂布于基材本體上，然后將該基材本體于高濕環(huán)境下干化3?10分鐘； 3)將步驟I)中的光催化劑懸濁液均勻涂布于基材本體上后進行加熱，加熱完成后清洗基材本體即可。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制造方法，其特征在于:步驟I)中，所述光催化劑與水的質(zhì)量比為1:0.5?2。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的制造方法，其特征在于:所述光催化劑為二氧化鈦、氧化鋅和氧化錫中的一種或幾種，且其粒徑為5-20nm。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制造方法，其特征在于:所述步驟2)中，干化環(huán)境的絕對濕度大于10g/m3且相對濕度為45%?90%。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制造方法，其特征在于:所述基材本體為表面具有浸潤性、可耐120-500°C的材料；所述膠粘劑為無機膠粘劑，且其在基材上的涂布厚度為0.01-0.025mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制造方法，其特征在于:所述步驟3)中，所述光催化劑懸濁液的涂布厚度為0.01-0.03mm ;所述加熱過程包括:涂布有光催化劑懸濁液的基材先于80?90°C下加熱I?3小時，然后于120?130°C下加熱I?3小時或是于450?500°C下加熱3?5分鐘。
【文檔編號】C02F1/32GK104258729SQ201410431081
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月28日
【發(fā)明者】張連峰, 宛如意, 楊照, 唐思明 申請人:深圳市開天源自動化工程有限公司