[发明专利]一种负载TiO2泡沫陶瓷及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种负载TiO₂泡沫陶瓷的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）纳米二氧化钛前驱体的制备；

（2）聚氨酯泡沫的预处理：依次采用氢氧化钠溶液和改性剂对聚氨酯泡沫进行预处理；

（3）一次挂浆：将预处理好的聚氨酯泡沫置于一次浆料中，得到一次挂浆素坯，干燥；

（4）二次挂浆：将纳米二氧化钛前驱体喷涂在干燥后的一次挂浆素坯上，得到二次挂浆坯体，干燥；

（5）烧结：将干燥后的二次挂浆坯体放入烧结炉中，经烧结，自然冷却后得到负载TiO₂泡沫陶瓷。

2.根据权利要求1所述的负载TiO₂泡沫陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤（1）具体为：先使用液相法制备质量浓度为1~6%的过氧化钛水溶液，然后在过氧化钛水溶液中加入晶型转换控制剂纳米SiO₂，制得纳米二氧化钛前驱体；其中晶型转换控制剂的用量与过氧化钛的摩尔比为0.05~2:1。

3.根据权利要求1所述的负载TiO₂泡沫陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤（2）具体为：将孔径为0.3~0.8mm的聚氨酯泡沫置于10~20wt%NaOH溶液中，于60℃下处理1~2h，反复揉搓清洗，再将泡沫置于改性剂中浸泡 12h，干燥备用；其中改性剂为羧甲基纤维素或者聚乙烯醇。

4.根据权利要求1所述的负载TiO₂泡沫陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤（3）中所述的一次浆料的制备方法为：将电熔氧化铝粉、磷酸二氢铝溶液和蒸馏水混合制成浆料，使浆料中固相含量为60~80%，磷酸二氢铝含量介于10~30wt%。

5.根据权利要求1所述的负载TiO₂泡沫陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤（3）中所述的干燥为120℃~150℃条件下保温6~24小时。

6.根据权利要求1所述的负载TiO₂泡沫陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤（4）中所述的干燥为120℃~150℃条件下保温2~24小时。

7.根据权利要求1所述的负载TiO₂泡沫陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤（5）所述的烧结具体为：将干燥后的二次挂浆坯体放入烧结炉中，然后从室温以2~10℃/min升温到800℃~1000℃，保温 60~180min。

8.一种如权利要求1-7任一项所述的制备方法制得的负载TiO₂泡沫陶瓷，其特征在于：TiO₂膜的厚度为5~50微米，TiO₂的晶型为锐钛矿型，或者锐钛矿-金红石复合晶型；其中复合晶型中，锐钛矿型与金红石型的质量比例为1~5:1。

9.根据权利要求8所述的负载TiO₂泡沫陶瓷，其特征在于：高温抗弯曲强度大于等于0.6MPa，气孔率介于70%~90%，孔密度介于5~50ppi。

10.一种如权利要求9所述的负载TiO₂泡沫陶瓷在民用或工业空气净化机中的应用。