[发明专利]二氧化钛纳米粉体表面大气压常温等离子体改性处理方法无效

专利信息
申请号: 200810202248.0 申请日: 2008-11-05
公开(公告)号: CN101418142A 公开(公告)日: 2009-04-29
发明(设计)人: 张迎晨;黄婧南;谢建飞;邱夷平 申请(专利权)人: 东华大学;中原工学院
主分类号: C09C1/36 分类号: C09C1/36;C09C3/04;C08K9/00;D06M11/46
代理公司: 上海泰能知识产权代理事务所 代理人: 黄志达;谢文凯
地址: 201620上海市松*** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 氧化 纳米 体表 大气压 常温 等离子体 改性 处理 方法
【说明书】:

技术领域

本发明属二氧化钛纳米粉体材料的制备领域,特别是涉及一种二氧化钛纳米粉体表面大气压常温等离子体改性处理方法。

背景技术

常温、常压等离子体化学气相沉积、离子注入、溅射、等离子喷涂、化学聚合、阳极氧化等技术已在航空航天、电子、机械等领域中获得广泛应用。近年来这一新的表面处理技术在纳米工程技术中发挥着越来越大的作用。

常温、常压等离子体是指部分或全部离子化的气体,包括电子、离子,还包括自由基和光子等高能活性成分。常温、常压等离子体具有高能、高速、高活性的优点。非平衡态常温、常压等离子体中电子温度与离子温度间的平衡关系不成立,常温、常压等离子体可兼备使分子、原子有效激发并保存物质基体分子不被损伤的特色;在材料表面性能改善的同时,基体性能不受影响;通过适当选择形成等离子体的气体种类和等离子体化学条件.能够对材料表面层的化学结构和物理结构进行目的性改性,而且能够实现传统化学反应所不能实现的反应。

由于纳米材料具有尺寸效应、表面效应、量子效应、宏观量子隧道效应等特性,从而在光学、力学、电学、磁学等方面表现出不同于一般宏观材料的显著特征,近年来得到迅速发展。二氧化钛纳米粉体和纳米膜材料在太阳能的存储与利用、光电转换、光致变色及光催化降解大气和水中的污染物等方面具有广泛应用。纳米锐钛矿相TiO2因具有光催化活性高且抗光腐蚀、化学性质稳定、难溶无毒和应用范围广等优点,是一种较理想的半导体光催化材料。其在紫外光辐照下生成电子一空穴对,产生相应的活性氧(如OH基、过氧离子),其氧化能力比臭氧还高,因此纳米TiO2光催化材料具有自洁净、消除环境污染物、抗菌和除臭等多种功能。近年来,在纳米二氧化钛合成工艺不断取得新进展的同时,对后处理工艺的研究亦受到了重视。前期通过在纳米二氧化钛表面包覆某种化合物提高纳米二氧化钛的应用性能:耐侯性、耐光性、分散性、表面活性等。对纳米二氧化钛表面改性已有不少的相关报道和应用,纳米二氧化钛的表面改性方法主要分为液相法和气相法两大类。无机包覆用液相共沉淀法完成,有机物的吸附则在气流粉碎时完成。纳米二氧化钛粉体无论是制备还是使用过程中,均可能导致团聚,其中干燥和焙烧工序是造成纳米二氧化钛粒子间硬团聚的主要工序。为减轻纳米TiO2的团聚程度,中国发明专利03152887.2首先用液相法制备水合TiO2或TiO2晶体溶胶,再加入表面活性剂,使表面活性剂吸附在纳米TiO2表面再进行热处理。液相法虽然合成设备简单,但工艺费时繁琐,污染大,间歇式操作,高温焙烧过程极易使纳米粒子间硬团聚或烧结,表面活性剂等添加剂的引入会降低产品的纯度。

目前在国内外文献中,尚未见到利用大气压、常温等离子体改性的处理方法改善纳米二氧化钛粉体表面性能的研究报导。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种二氧化钛纳米粉体表面大气压常温等离子体改性处理方法,本方法为干法改性,在大气压和室温、开放的环境下可一步直接获得二氧化钛纳米粉体表面的改性。

本发明的二氧化钛纳米粉体表面大气压常温等离子体改性处理方法如图2二氧化钛纳米粉体表面等离子体改性装置示意图所示,首先将二氧化钛纳米粉体置于等离子体处理设备的专用传输装置上,在大气压,开放环境下,直接将等离子体喷射到二氧化钛纳米粉体表面,使二氧化钛纳米粉体在等离子体氛围中运动,处理二氧化钛纳米粉体的功率为10W-5000W,时间为0.01s-6000s,产生二氧化钛纳米粉体表面改性。

所述的二氧化钛纳米粉体为市售的商品。

所述的等离子体处理设备(APPJ)为市售的商品。

所述的等离子体选自氦气、氩气或功能性气体中的一种或几种,其中氦气、氩气摩尔比为50%-99.99%,功能性气体为0。001~30%,同时流经等离子体形成区形成等离子体氛围。所述的氦气或氩气的纯度为99.99%。

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