[发明专利]一种低温制备粉体-TiO2光诱导超亲水复合薄膜的方法

说明书

一种低温制备粉体‑TiO₂光诱导超亲水复合薄膜的方法，在冰水浴条件下，将盐酸、H₂O、钛酸四丁酯按体积比(0.6～1.3)：100：10混合，搅拌反应2h，室温陈化，得到TiO₂溶胶；将粉体光催化材料加入到溶剂中，超声分散均匀后得到粉体材料的微溶胶；将TiO₂溶胶与粉体光催化材料的微溶胶混合，分散均匀，得到粉体‑TiO₂混合溶胶；在80℃的载体基底上喷涂粉体‑TiO₂混合溶胶，采用喷涂法镀膜，然后室温干燥。本发明制备得粉体‑TiO₂复合薄膜干燥后未出现掉粉，具有良好的附着力；薄膜表现出良好的光诱导超亲水性，且透光率较高；镀膜方法操作简单，工艺条件温和，成本较低，易于工业化生产及应用。

技术领域

本发明属于光催化薄膜制备及应用领域，涉及一种低温制备粉体-TiO₂光诱导超亲水复合薄膜的方法。

背景技术

纳米光催化技术是一种新型的环境治理方法，通过太阳能激发半导体光催化材料，产生活性自由基，对环境中的有毒有害物质进行高效的降解去除，在大气污染控制方面具有巨大的应用潜力。与传统的物理吸附法(活性炭)相比，利用纳米光催化技术净化空气具有以下几方面的优势：催化降解反应可以在常温常压下进行；操作简便；在太阳光的激发下，能有效去除大气中的NO，不会造成二次污染。

光催化剂在环境治理的应用中，主要以光催化薄膜为主。目前，光催化薄膜的制备方法主要是溶胶凝胶法，且大部分制备过程需要经过高温后处理，使得工业化难以实现。中国发明专利CN 102864481 A公布了一种二氧化钛光催化薄膜及其制备方法，采用磁控溅射技术在基体上溅射沉积的二氧化钛薄膜，需要经过400℃～500℃保温处理120min～250min。中国发明专利CN 102513129 A公布了一种光催化TiO₂/Cu₂O复合薄膜的制备方法中，TiO₂薄膜在 400℃～700℃条件下进行热处理。中国发明专利CN 104624212 A公布了一种增强纳米银/二氧化钛复合薄膜光催化性能的方法中，采用真空电子枪蒸发镀膜制备的TiO₂薄膜，在450℃下空气氛围中退火处理2h。上述制备过程均需要经过高温后处理，使得工业化难以实现。此外，很多光催化剂无法实现采用溶胶凝胶法制备成光催化薄膜，只能获得其粉体材料。因此，实现低温制备工艺和粉体光催化剂的应用成为两大难题。

发明内容

本发明目的在于提供一种低温制备粉体-TiO₂光诱导超亲水复合薄膜的方法，在低温条件下，将粉体材料成功负载在载体基底上，制备成了复合薄膜，解决了粉体材料应用困难的问题，该方法制备得粉体-TiO₂复合薄膜干燥后未出现掉粉，具有良好的附着力；薄膜表现出良好的光诱导超亲水性，且透光率较高；镀膜方法操作简单，工艺条件温和，成本较低，易于工业化生产及应用。

为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种低温制备粉体-TiO₂光诱导超亲水复合薄膜的方法，包括以下步骤：

(1)粉体光催化材料微溶胶的制备：

将粉体光催化材料加入到溶剂中，超声分散均匀后得到粉体材料的微溶胶；其中，粉体光催化材料的尺寸在1nm～2μm之间，粉体光催化材料与溶剂的比为(1～5)mg：(1～10)mL；

(2)粉体-TiO₂混合溶胶的制备：

将TiO₂溶胶与粉体光催化材料的微溶胶按体积比1：6～6：1混合，超声分散均匀，得到粉体-TiO₂混合溶胶；

(3)复合薄膜的低温制备：