[发明专利]一种在木材表面制备Fe3+

说明书

本发明公开了一种在木材表面制备Fe³⁺掺杂TiO₂/SiO₂复合膜的方法，包含以下操作步骤：(1)钛溶胶制备；(2)硅溶胶制备；(3)Fe³⁺掺杂：将制得的钛溶胶和制得的硅溶胶均匀混合后，以Ti⁴⁺为基准，按照Fe³⁺：Ti⁴⁺＝1:10～40的比例，加入硝酸铁，加热搅拌30min，得到充分混合的Fe³⁺掺杂溶胶；(4)木材浸渍：将木材放入步骤(3)制备所得Fe³⁺掺杂溶胶中浸渍，即得。本发明利用溶胶凝胶技术制备了表面负载Fe³⁺掺杂TiO₂/SiO₂复合膜的桉木，限定了硅钛比例、铁离子掺杂量，浸渍木材的方式，使其可以降解污染物，达到自清洁效果，扩大人造板的应用领域并提高产品附加值。

技术领域

本发明涉及一种复合膜的制备方法，特别涉及一种在木材表面制备Fe³⁺掺杂TiO₂/SiO₂复合膜的方法。

背景技术

2016年我国木材消费总量约60941万m³，造纸、木质家具和人造板等林产品产量已名列世界第一。桉木作为人工林速生材，具有产量高和材质一致等诸多优点，能够有效缓解木材加工行业原材料短缺的问题，但因自身材性差制约了其应用范围，目前较多用于生产纸浆、纤维板和单板层积材的芯层原料，附加值偏低。溶胶凝胶技术是一种由金属有机化合物、金属无机化合物或混合物经过水解和缩聚过程，逐渐凝胶化及进行相应的后处理而获得氧化物或其他化合物的工艺。国内外一些学者采用该方法成功制备出木质复合材料。1992年，Saka等和Ogiso等率先采用sol-gel法制备木材/无机复合材料，制得的复合材料具有良好的尺寸稳定性和阻燃性；李坚等将SiO₂负载到木材表面制得改性用气凝胶；江泽慧等、王西成等和符韵林等也取得相应成果。

木材作为一种室内及家具用材，越来越贴近人们的日常生活，随着科技的发展和人们对更好生活质量的要求，能否通过化学手段对木材进行改良，使其在具有天然美感的同时，具备降解有机污染物的能力，达到自清洁功能，是一项值得研究的课题。TiO₂是廉价、无毒、稳定且高效的光催化剂，在大于其带隙能的光照条件下，TiO₂可除去有害有机物及有毒气体，降解有机染料，从而很大程度改善环境。但纯TiO₂的催化活性较低，通过掺杂金属离子或其他氧化剂，可以提高TiO₂的禁带宽度，阻止光生电子—空穴的复合，提高其光催化效率。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明针对现有技术中在木材表面利用溶胶凝胶法所形成的复合膜，在提高木材表面光催化方面效率效果不明显，且制备过程繁琐的缺陷，发明一种在木材表面制备Fe³⁺掺杂TiO₂/SiO₂复合膜的方法，旨在得到一种能提高木材表面光催化性能，具有降解污染物，到达自清洁效果的Fe³⁺掺杂TiO₂/SiO₂复合膜的方法。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

一种在木材表面制备Fe³⁺掺杂TiO₂/SiO₂复合膜的方法，包含以下操作步骤：

(1)钛溶胶制备：取钛酸四丁酯，加入乙醇a混合，然后再加入乙酰丙酮，制的A溶液；将乙醇b、水和硝酸混合，配制得到B溶液；在加热搅拌的条件下，将B溶液缓慢倒入A溶液中，持续搅拌20min制备得到钛溶液；