[发明专利]采用丝网印刷技术制备负载型光催化剂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备光催化剂的方法。

背景技术

自然环境是人类的生存与发展，社会的文明与进步的基本保障。但是近年来工业化的迅速发展，城市化规模的不断扩大，使其环境污染越来越严重，有害物质的排放也在逐年加大，尤其是室内装修过程中会释放出挥发性有机物(VOCs)。目前光催化剂因含量丰富、价格低廉并以太阳光为能源驱动力，逐渐代替了生物化学制剂成为绿色环保剂。但是现有的光催化剂主要是以粉体形式存在，这样造成了光催化剂难于回收，形成环境的二次污染；而应用基材负载制备光催化剂也存在制备工艺复杂、基材不可重复使用的问题。

发明内容

本发明目的是为了解决现有光催化剂难于回收、造成二次污染；方法工艺复杂、基材不可重复使用的问题，而提供一种采用丝网印刷技术制备负载型光催化剂的方法。

采用丝网印刷技术制备负载型光催化剂的方法按以下步骤实现：一、在搅拌状态下将30～40mL的钛酸四丁酯加入到60～80mL的乙醇中，再加入20～30mL的冰醋酸，并以200～400r/min的搅拌速率搅拌30min，得原驱液；二、将30～40mL的乙醇加入到30～40mL的去离子水并用HCl溶液调节pH值至2～3，得滴加液；三、在温度为25～35℃、搅拌速率为100～800r/min的条件下将滴加液以1滴/s的速度加入原驱液中，然后置于26℃的条件下继续搅拌1～2h，得TiO₂溶胶，然后在温度为20～40℃条件下陈化2～3h；四、采用丝网印刷法将陈化的TiO₂溶胶均匀涂覆于基材上，然后在温度为20～40℃条件干燥处理20～40min，再以5～10℃/min的速率升温至200～250℃，保温1～2h，然后再以5～10℃/min的速度升温至350～450℃，煅烧处理2～3h，之后自然冷却至室温；五、再重复步骤四1～5次，即得负载型光催化剂；其中步骤四中基材为陶瓷板或玻璃板。

本发明方法中以活性炭纤维为基材，步骤四为采用丝网印刷法将陈化的TiO₂溶胶均匀涂覆于基材上，然后在温度为20～40℃条件干燥处理20～40min，而后转入氮气环境中，在升温速率为5～10℃/min的环境中升温至200～250℃，保温1～2h，然后再以5～10℃/min的速度升温至350～450℃，煅烧处理2～3h，之后自然冷却至室温。

本发明采用丝网印刷技术制备负载型光催化剂的方法能够得到结晶度好、粒度分布均匀的光催化剂薄膜，易于回收，可重复使用不会造成二次污染。

在光照条件下，本发明得到的负载型光催化剂可实现对苯的迅速去除，对苯的去除率为25％～31％，且可循环使用。

本发明制备得到的负载型光催化剂附着性好，不易脱落可操作性强，易于工业化生产。按照本发明方法制备的负载型光催化剂可重复使用同时降低了制备成本；本发明原材料价格便宜、工艺简单、快捷且设备简单。

附图说明

图1是具体实施方式二十得到的负载型光催化剂扩大1万倍的扫描电镜图，图2是具体实施方式二十一得到的负载型光催化剂扩大1万倍的扫描电镜图。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。

具体实施方式一：本实施方式采用丝网印刷技术制备负载型光催化剂的方法按以下步骤实现：一、在搅拌状态下将30～40mL的钛酸四丁酯加入到60～80mL的乙醇中，再加入20～30mL的冰醋酸，并以200～400r/min的搅拌速率搅拌30min，得原驱液；二、将30～40mL的乙醇加入到30～40mL的去离子水并用HCl溶液调节pH值至2～3，得滴加液；三、在温度为25～35℃、搅拌速率为100～800r/min的条件下将滴加液以1滴/s的速度加入原驱液中，然后置于26℃的条件下继续搅拌1～2h，得TiO₂溶胶，然后在温度为20～40℃条件下陈化2～3h；四、采用丝网印刷法将陈化的TiO₂溶胶均匀涂覆于基材上，然后在温度为20～40℃条件干燥处理20～40min，再以5～10℃/min的速率升温至200～250℃，保温1～2h，然后再以5～10℃/min的速度升温至350～450℃，煅烧处理2～3h，之后自然冷却至室温；五、再重复步骤四1～5次，即得负载型光催化剂；其中步骤四中基材为陶瓷板或玻璃板。

本实施方式步骤二中HCl溶液不仅具有调节pH值的作用，而且具有催化的作用。

本实施方式步骤四中陶瓷板和玻璃板均在市场购买。