[发明专利]银掺杂二氧化钛气凝胶涂层制备工艺及设备

说明书

技术领域

本发明涉及钛的化合物技术领域，尤其是涉及一种一种具有自清洁功能的银掺杂二氧化钛气凝胶涂层制备工艺及基材上制备该涂层的设备。

背景技术

由于纳米二氧化钛具有紫外光下独特的光催化性能，因此纳米二氧化钛在空气净化、水环境净化处理、自清洁等方面有着广泛的应用前景。

当纳米二氧化钛作为光催化剂时，其吸收波长小于400nm的紫外光后，会产生电子—空穴对，使它具有超亲水性能，能使水完全平铺在涂层表面，取代粘附在表面的污染物，产生自清洁效果。但是，由于二氧化钛只能响应紫外光， 阳光下利用率很低，而能量转换率更低。为了解决二氧化钛的实际应用问题，使它能在室内等缺少紫外线的环境中应用，需要拓宽其对可见光的吸收能力，增强光催化性能。

目前常见的方法为通过金属掺杂、染料敏化、晶型控制等方法，制备具有纳米结构的可吸收可见光的二氧化钛颗粒，以颗粒涂层的形式固定于材料表面应用于自清洁行业。而银掺杂二氧化钛颗粒的比表面积较低，银和二氧化钛利用率低，而且颗粒涂层的固化存在工艺复杂、条件苛刻、设备复杂等缺陷。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种工艺步骤简单、可控性好的银掺杂二氧化钛气凝胶涂层的制备工艺，本发明还提供了用于完成该涂层制备的设备，采用的技术方案是：一种银掺杂二氧化钛气凝胶涂层制备工艺，包括以下步骤：

1）银掺杂二氧化钛纳米水溶液的制备：各物质摩尔比为钛酸丁酯(Ti(OC₄H₉)₄)：水：无水乙醇：硝酸银：冰醋酸（CH₃COOH）、尿素（CO(NH₂)₂）：离子液体=1：5：10:0.1:0.01:0.04：1，将所述钛酸丁酯(Ti(OC₄H₉)₄)和冰醋酸（CH₃COOH）、一半的无水乙醇混合均匀成为溶液A，将所述水、离子液体、尿素（CO(NH₂)₂）和另一半无水乙醇混合均匀成为溶液B，在剧烈搅拌的条件下将B溶液逐滴加入到A溶液中，剧烈搅拌60分钟后，将预先配置的摩尔百分比为10%的硝酸银水溶液逐滴加入到混合溶液中，再搅拌30分钟后即制得所述银掺杂二氧化钛纳米水溶胶；

2）纳米二氧化钛气凝胶涂层的制备：将配制好的所述银掺杂二氧化钛纳米水溶胶为液体原料，用喷枪雾化后均匀细致铺满整个待喷涂的基材表面，并经过常压干燥后，即可在材料表面形成透明的、所述银掺杂纳米二氧化钛气凝胶涂层。

本发明的技术特征还有：所述离子溶液为低碳链离子溶液。低碳链离子液体颜色浅，能保证制得的气凝胶为无色透明。

本发明的技术特征还有：所述低碳链离子溶液为溴化1-丁基-3-甲基咪唑（[BMIM]Br）或者溴化1-己基-三甲基咪唑（[HMIM]Br）。

本发明的技术特征还有：所述喷枪喷涂压力为2-6MPa之间。

本发明的技术特征还有：所述常压干燥温度为100-200°C，防止温度过高造成溶胶干燥成气凝胶时开裂。

本发明的技术方案还有：一种银掺杂二氧化钛气凝胶涂层制备设备，其特征在于：所述设备包括用于存储权利要求1所述的银掺杂二氧化钛纳米水溶液的液态原料罐，与所述液态原料罐连接的喷枪，所述喷枪具有喷嘴，用于传送基材的传输部件及烘干基材上喷涂的银掺杂二氧化钛纳米水溶液层的烘箱。

本发明的技术特征还有：所述设备还包括与液态原料罐连接的空压机。

本发明的技术特征还有：所述设备还包括与液态原料罐连接的加液管。

本发明的技术特征还有：所述设备还包括与液态原料罐连接的液体泵。

本发明的技术特征还有：所述传输部件包括带轮及安装在带轮之间的传送带，所述基材位于传送带上。