專(zhuān)利名稱(chēng)：一種光催化液及其制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化學(xué)材料及其工藝，尤其涉及一種納米二氧化鈦光催化液及其工藝。
背景技術(shù)：
納米二氧化鈦以其光催化性能優(yōu)良、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、耐氧化、安全無(wú)毒、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛地應(yīng)用于衛(wèi)生用陶瓷、玻璃制品、污水處理、空氣凈化、涂料、化妝品、家電等領(lǐng)域中。但在現(xiàn)有技術(shù)中，由于納米二氧化鈦粒徑小，比表面能高，在水介質(zhì)中非常容易團(tuán)聚，穩(wěn)定性低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種穩(wěn)定性高的納米二氧化鈦光催化原液，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為這種光催化液，是由納米二氧化鈦、分散劑和水組成，其中各組分的重量百分比如下納米二氧化鈦0.5％～40％；分散劑 0.01％～40％；水 20％～99.49％。
所述的水最好采用蒸餾水；所述的分散劑種類(lèi)為粘土類(lèi)分散劑及其與聚丙烯酸及其鹽分散劑的混合物。
所用的粘土分散劑為滑石、蒙脫土、蛭石、云母或所述物質(zhì)的人工改性物。
所用的粘土類(lèi)分散劑和聚丙烯酸及其鹽混合分散劑中，前者和后者的重量比例為1∶10-10∶1。
所用的聚丙烯酸及其鹽類(lèi)分散劑的結(jié)構(gòu)單元中含有1至3個(gè)羧酸基團(tuán)。
實(shí)際中所采用的聚丙烯酸及其鹽類(lèi)分散劑有日本諾普科公司的SN-DISPERSANT系列；美國(guó)羅門(mén)哈斯公司的OROTAN系列；海川公司Dispersant系列；德國(guó)畢克化公司Disperbyk；漢高公司的Texaphor系列；德謙企業(yè)股份有限公司的DP系列；荷蘭埃夫卡助劑EFKA-POLYMER；德國(guó)迪高公司Dispers系列等。
所述的采用納米二氧化鈦粉體重量為分散劑重量的1至50倍。
這種上述光催化液的制備工藝，采用如下步驟a)制取分散劑水溶液；b)制取納米二氧化鈦粉末和水的混合液，經(jīng)攪拌桶強(qiáng)力攪拌均勻；c)將上述分散劑水溶液加入上述混和液中，繼續(xù)攪拌1-24小時(shí)。
在所述的步驟1)中，在室溫下將粘土類(lèi)分散劑或聚丙烯酸及其鹽類(lèi)分散劑溶于水中，攪拌0.5小時(shí)以上，形成透明的溶液，即為所制取的分散劑水溶液。
本發(fā)明的有益效果在于在本發(fā)明中，通過(guò)很好地控制分散劑的種類(lèi)、用量及分散劑之間的合理搭配，利用分散劑的表面和內(nèi)部空隙吸附納米二氧化鈦顆粒，使本發(fā)明的產(chǎn)品具有良好的分散性和穩(wěn)定性(儲(chǔ)存6個(gè)月后不沉降)。而且，利用分散劑的成膜性能，在本發(fā)明中又作為成膜劑，可在金屬、陶瓷、墻面、玻璃等表面直接形成一層均勻、透明的薄膜，進(jìn)一步增強(qiáng)本發(fā)明的實(shí)用性。
具體實(shí)施例方式
下面根據(jù)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明實(shí)施例1取納米二氧化鈦0.05公斤、滑石粉0.05公斤、蒸餾水9.9公斤，總量10公斤，上述各組分的重量百分比分別為0.5％、0.5％、99％，納米二氧化鈦的重量為分散劑重量的1倍。
然后，按照如下工藝步驟進(jìn)行1、在室溫下，將分散劑與一定量的水(1公斤)混和均勻，并攪拌3小時(shí)，制取透明的分散劑水溶液。
2、將納米二氧化鈦粉末與一定量的水(8.9公斤)混和，制取納米二氧化鈦和水的混合液，經(jīng)攪拌桶強(qiáng)力攪拌均勻。
3、將上述分散劑水溶液加入上述混和液中，繼續(xù)攪拌1小時(shí)，這樣，即得到本發(fā)明的光催化液。
實(shí)施例2取納米二氧化鈦1公斤、蒙脫土0.1公斤、水8.9公斤，總量10公斤，上述各組分的重量百分比分別為10％、1％、89％。納米二氧化鈦的重量為分散劑重量的10倍。
水分兩次使用，用于制取分散劑水溶液的用水量為1公斤，制取納米二氧化鈦和水混合液的用水量為7.9公斤。
然后，按照如下工藝步驟進(jìn)行1、在室溫下將分散劑與一定量的水(1公斤)混和并攪拌3小時(shí)，形成透明的分散劑水溶液。
2、將納米二氧化鈦與一定量的水(7.9公斤)混和，制取納米二氧化鈦和水的混和液，經(jīng)攪拌桶強(qiáng)力攪拌均勻。
3、將上述分散劑水溶液加入上述混和液中，繼續(xù)攪拌1小時(shí)，這樣，即得到本發(fā)明的光催化液。
實(shí)施例3取納米二氧化鈦4公斤、蛭石粉2公斤、水4公斤，總量10公斤，上述各組分的重量百分比分別為40％、20％、40％。納米二氧化鈦的重量為分散劑重量的2倍。
水分兩次使用，用于制取分散劑水溶液的用水量2公斤，制取納米二氧化鈦和水混合液的用水量2公斤。
然后，按照如下工藝步驟1、在室溫下將分散劑與一定量的水(2公斤)混和并攪拌4小時(shí)，形成透明的分散劑水溶液。
2、將納米二氧化鈦與一定量的水(2公斤)混和，制取納米二氧化鈦和水的混和液，經(jīng)攪拌桶強(qiáng)力攪拌均勻。
3、將上述分散劑水溶液加入上述混和液中，繼續(xù)攪拌10小時(shí)，這樣，即得到本發(fā)明的光催化液。
實(shí)施例4取納米二氧化鈦0.5公斤、云母或其人工改性物0.2公斤、水9.3公斤，總量10公斤，上述各組分的重量百分比分別為5％、2％、93％。納米二氧化鈦的重量為分散劑重量的2.5倍。
水分兩次使用，用于制取分散劑水溶液的用水量2公斤，制取納米二氧化鈦和水混合液的用水量7.3公斤。
然后，按照如下工藝步驟1、在室溫下將分散劑與一定量的水(2公斤)混和并攪拌2小時(shí)，形成透明的分散劑水溶液。
2、將納米二氧化鈦與一定量的水(7.3公斤)混和，制取納米二氧化鈦和水的混和液，經(jīng)攪拌桶強(qiáng)力攪拌均勻。
3、將上述分散劑水溶液加入上述混和液中，繼續(xù)攪拌12小時(shí)，這樣，即得到本發(fā)明的光催化液。
實(shí)施例5取納米二氧化鈦4公斤、滑石粉1公斤、海川公司的Dispersant聚羧酸鹽分散劑1公斤，水4公斤，總量10公斤。納米二氧化鈦、分散劑及水的重量百分比分別為40％、20％、40％，其中納米二氧化鈦的重量為分散劑重量的2倍，粘土類(lèi)分散劑和聚丙烯酸及其鹽類(lèi)分散劑的重量比為1∶1。
用于制取粘土分散劑水溶液的用水量1.5公斤，制取聚丙烯酸鹽分散劑水溶液的用水量0.5公斤，制取納米二氧化鈦和水混合液的用水量為2公斤。
然后，按照如下工藝步驟進(jìn)行1、在室溫下，將粘土類(lèi)分散劑與相應(yīng)的用水量(1.5公斤)混和均勻，并攪拌3小時(shí)，形成透明的粘土分散劑水溶液。
2、在室溫下，將聚丙烯酸及其鹽類(lèi)分散劑與相應(yīng)的用水量(0.5公斤)混合均均，并攪拌0.5小時(shí)，形成透明的聚丙烯酸及其鹽分散劑水溶液。
3、將納米二氧化鈦與相應(yīng)的用水量(2公斤)混和，制取納米二氧化鈦和水的混和液，經(jīng)攪拌桶強(qiáng)力攪拌均勻。
4、將上述分散劑水溶液加入上述混和液中，繼續(xù)攪拌4小時(shí)，這樣，即得到本發(fā)明的光催化液。
實(shí)施例6取納米二氧化鈦0.5公斤、蒙脫土0.04公斤、美國(guó)羅門(mén)哈斯公司OROTAN聚丙烯酸及其鹽類(lèi)分散劑0.01公斤，水9.45公斤，總量10公斤。納米二氧化鈦、分散劑及水的重量百分比分別為5％、0.5％、94.5％，其中納米二氧化鈦的重量為分散劑重量的10倍，粘土類(lèi)分散劑和聚丙烯酸及其鹽類(lèi)分散劑的重量比為4∶1。
用于制取粘土分散劑水溶液的用水量1公斤，制取聚丙烯酸及其鹽類(lèi)分散劑水溶液的用水量0.5公斤，制取納米二氧化鈦水溶液的用水量7.95公斤。
然后，按照如下工藝步驟進(jìn)行1、在室溫下，將粘土類(lèi)分散劑與相應(yīng)的用水量(1公斤)混和均勻，并攪拌3小時(shí)，形成透明的溶液，制取粘土分散劑水溶液。
2、在室溫下，將聚丙烯酸及其鹽類(lèi)分散劑與相應(yīng)的用水量(0.5公斤)混合均均，并攪拌0.5小時(shí)，形成透明的溶液，制取聚丙烯酸及其鹽類(lèi)分散劑水溶液。
3、將納米二氧化鈦與相應(yīng)的用水量(7.95公斤)混和，制取納米二氧化鈦和水的混和液，經(jīng)攪拌桶強(qiáng)力攪拌均勻。
4、將上述分散劑水溶液加入上述混和液中，繼續(xù)攪拌4小時(shí)，這樣，即得到本發(fā)明的光催化液。
實(shí)施例7取納米二氧化鈦3公斤、云母粉0.3公斤、荷蘭埃夫卡助劑公司的EFKA-POLYMER聚丙烯酸鹽分散劑0.7公斤，水6公斤，總量10公斤。納米二氧化鈦、分散劑及水的重量百分比分別為30％、10％、60％，其中納米二氧化鈦的重量為分散劑重量的3倍，粘土類(lèi)分散劑和聚丙烯酸及其鹽類(lèi)分散劑的重量比為3∶7。
用于制取粘土分散劑水溶液的用水量1公斤，制取聚丙烯酸及其鹽類(lèi)分散劑水溶液的用水量0.5公斤，制取納米二氧化鈦水溶液的用水量4.5公斤。
然后，按照如下工藝步驟進(jìn)行1、在室溫下，將粘土類(lèi)分散劑與相應(yīng)的用水量(1公斤)混和均勻，并攪拌3小時(shí)，形成透明的溶液，制取粘土分散劑水溶液。
2、在室溫下，將聚丙烯酸及其鹽類(lèi)分散劑與相應(yīng)的用水量(0.5公斤)混合均均，并攪拌0.5小時(shí)，形成透明的溶液，制取聚丙烯酸及其鹽類(lèi)分散劑水溶液。
3、將納米二氧化鈦與相應(yīng)的用水量(4.5公斤)混和，制取納米二氧化鈦和水的混和液，經(jīng)攪拌桶強(qiáng)力攪拌均勻。
4、將上述分散劑水溶液加入上述混和液中，繼續(xù)攪拌4小時(shí)，這樣，即得到本發(fā)明的光催化液。
權(quán)利要求
1.一種光催化液，其特征在于它是由納米二氧化鈦、分散劑和水組成，其中各組分占總?cè)芤旱闹亓堪俜直热缦录{米二氧化鈦0.5％-40％；分散劑 0.01％-40％；水 20％-99.49％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光催化液，其特征在于所述的水為蒸餾水，分散劑種類(lèi)為粘土類(lèi)分散劑、粘土與聚丙烯酸及其鹽類(lèi)分散劑的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光催化液，其特征在于所用的粘土類(lèi)分散劑為滑石、蒙脫土、蛭石、云母或所述物質(zhì)的人工改性物。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光催化液，其特征在于所用的粘土類(lèi)分散劑和聚丙烯酸及其鹽混合分散劑中，前者和后者的重量比例為1∶10～10∶1。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的光催化液，其特征在于所用的聚丙烯酸及其鹽類(lèi)分散劑的結(jié)構(gòu)單元中含有1至3個(gè)羧酸基團(tuán)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光催化液，其特征在于納米二氧化鈦粉體重量為分散劑重量的1至50倍。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光催化液，其特征在于所述的納米二氧化鈦直徑為1-100nm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光催化液，其特征在于所述的納米二氧化鈦為金紅石型、銳鈦型、板鈦型、混晶型和非晶型。
9.一種光催化液制備工藝，其特征在于它采用如下步驟1)制取分散劑水溶液；2)制取納米二氧化鈦粉末和水的混合液，經(jīng)攪拌桶強(qiáng)力攪拌均勻；3)將上述分散劑水溶液加入上述混和液中，繼續(xù)攪拌1-24小時(shí)，即得到光催化液。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光催化液制備工藝，其特征在于在室溫下將粘土類(lèi)分散劑或聚丙烯酸及其鹽類(lèi)分散劑溶于水中，攪拌0.5小時(shí)以上，形成透明的溶液，即制得分散劑水溶液。
全文摘要
一種涉及納米二氧化鈦的光催化液及其工藝，本發(fā)明是由納米二氧化鈦、分散劑和蒸餾水組成，其中各組分占溶液總重量的百分比為納米二氧化鈦0.5％－40％、分散劑0.01％－40％、水20％－99.49％；所述的納米二氧化鈦粒徑范圍為1－100nm；其制備工藝為1)制取分散劑水溶液，2)制取納米二氧化鈦和水的混和液，經(jīng)攪拌桶強(qiáng)力攪拌均勻，3)將上述分散劑水溶液加入上述混和液中，繼續(xù)攪拌1－24小時(shí)，本發(fā)明具有良好的分散性和穩(wěn)定性，實(shí)用性強(qiáng)。
文檔編號(hào)B01J21/06GK1583251SQ200410027590
公開(kāi)日2005年2月23日 申請(qǐng)日期2004年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月14日
發(fā)明者李榮先, 陳麗瓊 申請(qǐng)人:深圳清華大學(xué)研究院, 陳麗瓊