[发明专利]纳米二氧化钛与聚四氟乙烯混织成网片状复合催化材料的方法及网片状复合催化材料的应用

说明书

技术领域

本发明是一种二氧化钛与聚四氟乙烯混织成网片状复合催化材料的方法及网片状复合催化材料的应用，特别是一种将纳米光催化用二氧化钛（TiO₂）与聚四氟乙烯混织成密度可调的网片状复合催化材料的方法，属于二氧化钛与聚四氟乙烯混织成网片状复合催化材料的方法的发明技术。 

背景技术

二氧化钛(TiO₂) 廉价无毒,具有优异的光电性能,催化活性高,氧化能力强,化学稳定性好,作为光催化剂在大气、水体等环境中的有机和无机污染物降解方面无选择性,具有广阔的应用前景。研究表明：影响TiO₂光催化活性的因素有很多，如晶粒大小、比表面积、表面吸附及表面态（表面羟基、氧空穴等）。因此， TiO₂的晶粒大小尽量保持纳米级以获得高的比表面积。另一方面，我们希望用于光催化的TiO₂在大气和水体中能够回收，所以希望不是纳米粉而是块体状的。这就在应用上产生了对TiO₂形态要求上的矛盾。为了解决这一矛盾，很多学者采用将TiO₂的纳米颗粒或者薄膜负载在块体材料上，一方面保持了纳米TiO₂的高比表面积，另一方面易于回收。已采用的这些块体材料包括铝板、钛板、石墨烯、活性碳、玻璃片、碳毡、泡沸石、过滤纸、聚苯乙烯。由于克服了纳米颗粒的团聚，负载在块体上的TiO₂纳米颗粒的比表面积得到提高，因而催化性能得到较大的提高。因此，纳米颗粒负载在载体上的方法值得采用。但是现有的方法都是采用化学沉积、喷涂凝胶、或者物理薄膜的制备方法，其制备过程复杂，成本高。同时这些块体只能沉积在水体的底部；由于太阳光透射到水体的底部时光强已经减弱，必然导致底部的光催化性能不如废水水体的表面或中间的光催化性能。因此，一种制备工艺简单、成本低、能浮在废水水体表面或者中间的密度可调的TiO₂载体附着技术非常有意义和价值。

发明内容

本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种工艺简单、设备简单、成本低、易控制的纳米二氧化钛与聚四氟乙烯混织成网片状复合催化材料的方法。

本发明的另一目的在于提供一种网片状复合催化材料的应用。

本发明的技术方案是：本发明的纳米二氧化钛与聚四氟乙烯混织成网片状复合催化材料的方法，直接用球磨的方法将纳米二氧化钛负载在聚四氟乙烯上，包括有如下步骤：

1)将聚四氟乙烯圆筒置于圆筒状球磨罐中;

2)将研磨球与二氧化钛粉末按照比例为(10-30):1置于聚四氟乙烯圆筒腔内；

3)调整球磨机的转速及球磨时间，即得到网片状纳米二氧化钛-聚四氟乙烯复合催化材料。

上述研磨球是玛瑙球或氧化锆球。

上述步骤1)中聚四氟乙烯圆筒的外径与圆筒状球磨罐的内径相同，且径向厚度为10mm-20mm，聚四氟乙烯圆筒的高度与圆筒状球磨罐的高度相同。

上述步骤2)中研磨球的重量是50克-120克，原料二氧化钛粉末为1.67克-12克，球料比为(10-30):1。

上述步骤3)中球磨机的转速为400rpm-900rpm。

上述步骤3)中球磨机的球磨时间为10小时-200小时。

上述网片中的纳米二氧化钛颗粒的平均粒径为50nm-500nm；上述作为原材料的二氧化钛粉末的平均粒径为0.5μm-2μm。

上述网片状纳米二氧化钛-聚四氟乙烯复合催化材料的片状大小为1mm-5mm，密度为0.56-1.20g/cm³。

上述圆筒状球磨罐的容积为500ml-1000ml，上述圆筒状球磨罐的内径为100mm-300mm。

本发明纳米二氧化钛与聚四氟乙烯混织成网片状复合催化材料的应用，网片状复合催化材料的负载体能浮于不同密度的废水水体，以进行废水处理，纳米二氧化钛在负载体上的比表面积比负载在板上的比表面积更大。