[发明专利]一种表面负载有可见光响应光催化涂层的镀锌钢板及其制造方法

说明书

本发明公开了一种表面负载有可见光响应光催化涂层的镀锌钢板及其制造方法，属于新型建筑材料领域。它包括镀锌钢板、钝化皮膜和光催化涂层。本发明在镀锌钢板的至少一个表面涂覆钝化皮膜，在钝化皮膜上层叠含氮掺杂改性的二氧化钛纳米粒子的光催化涂层，钝化皮膜能保护镀锌钢板不被腐蚀，光催化涂层可以在可见光响应下去除空气中的有机物和氮氧化物，在提高镀锌钢材的使用寿命的同时，还能起到净化空气的作用。

技术领域

本发明属于新型建筑材料领域，更具体地说，涉及一种表面负载有可见光响应光催化涂 层的镀锌钢板及其制造方法。

背景技术

研究结果表明，能源使用过程中产生的氮氧化物(NO_x)排放是造成雾霾的内因：NO_x排放到大气中以后，由于其价态低，在大气中的自由基氧化作用下，发生复杂的化学反应，生成高价态的硝酸盐，因此，NO_x是使大气氧化性增强的关键污染物，也是PM2.5的主要组成部分。

光催化剂，特别是二氧化钛，近年来由于其特有的性质引起本领域的技术人员的重视。 二氧化钛在紫外线辐照下，可发生自由基反应，具有强烈的氧化性，能够分解有害气体分子、 微生物等物质，将之转变为水、二氧化碳等环境无害物质，不产生二次污染。因此，本领域 的技术人员采用各种不同的技术方案研究开发出了各种利用光催化剂制备的各种能够消除环 境有害气体、细菌的功能材料，例如：

中国专利申请号为200780001326.4，申请公开日为2009年1月28日的专利申请文件公 开了具有表现出改进的光催化活性的底涂层的涂覆基底。该专利采用CVD技术在无机材料基 底(尤其是玻璃)表面依次沉积包含二氧化硅与氧化锆混合物、二氧化硅与氧化铝或二氧化 硅、氧化铝与二氧化钛混合物的低涂层，然后在其上在沉积一层光催化功能涂层，达到净化 环境的功能。虽然该发明物具有光催化功能，但由于其尽在紫外线辐照下才能发挥光催化效 果，存在使用条件的限制，应用范围狭窄的缺点。

中国专利申请号为201310065844.X，申请公开日为2013年5月22日的专利申请文件公 开了一种具有光催化和防静电复合功能的自洁涂层及其生产方法。该涂层制备方法是采用喷 涂方法在无机材料上一次制备封闭层、防静电层、光催化涂层。但应该注意到该发明提供的 技术步骤繁琐，且基材为脆性无机材料，不适合后续加工。

中国专利申请号为201410572952.0，申请公开日为2016年5月18日的专利申请文件公 开了一种可见光光催化材料及其制备方法。该专利是一种在钛网上通过阳极氧化得到TiO₂纳 米管光催化膜，然后在此层膜上通过电沉积一层WO₃光催化膜的方法。该专利以钛金属为基 材，存在成本高的缺点，不适合大范围推广；并且制造方法采用电镀、高温煅烧的方式，存 在环保性方面的问题。

中国专利申请号为201220017481.3，申请公开日为2012年10月3日的专利申请文件公 开了光催化净化抗菌的彩钢板。该专利的特征在于：在彩涂板表面涂覆有含有纳米二氧化钛 的光催化涂层。具有杀菌消毒、净化空气的功能。但该专利将光催化涂层直接涂覆在有机物 的表面，虽然达到了光催化的效果，但难以避免此种效果也对其下的有机物产生破坏作用， 存在无法长时间使用的问题。

本领域内的技术人员通过各种方法，使得二氧化钛光催化剂具有可见光响应，典型的方 法有：

中国专利申请号为200880106450.1，申请公开日为2010年8月11日的专利申请文件公 开了具有光催化性质的材料。该专利的特征在于在玻璃基底和光催化涂层之间的涂层包含有 能将波长在可见光与红外线范围内的辐射转化为波长在紫外线范围内的辐射化合物。