[发明专利]一种纳米粉体二氧化钛薄膜耐酸材料及其制备方法

说明书

本发明属于二氧化钛材料技术领域，具体涉及一种纳米粉体二氧化钛薄膜耐酸材料及其制备方法，该方法包括以下步骤：将钛化合物溶液、乙醇和盐酸混合，加入改性剂A，制得预混液；预混液中加入正硅酸乙酯‑乙醇‑水混合液，制得溶胶液；溶胶液中加入改性剂B，制得一次改性胶液；向一次改性胶液中加入改性剂C制得二次改性胶液；将所述一次改性胶液涂覆在基材表面，干燥，然后在得到的材料上涂覆二次改性胶液，固化干燥，纳米粉体二氧化钛薄膜耐酸材料。本发明提供的“三步改性”方法提高了二氧化钛薄膜材料在酸性条件下的光催化性能，也提高了纳米粉体二氧化钛薄膜的耐酸性能。

技术领域

本发明属于二氧化钛材料技术领域，具体涉及一种纳米粉体二氧化钛薄膜耐酸材料及其制备方法。

背景技术

二氧化钛化学式为TiO₂，俗称钛白粉，其性质稳定，该材料多用于光触媒、化妆品，能靠紫外线消毒及杀菌。二氧化钛具有良好的遮盖能力，和铅白相似，但不像铅白会变黑，它又具有锌白一样的持久性，所以也用作油漆中的白色颜料。二氧化钛还可用作搪瓷的消光剂，可以产生一种很光亮的、硬而耐酸的搪瓷釉罩面。

纳米级二氧化钛是直径在100纳米以下的二氧化钛，产品外观为白色疏松粉末。具有抗菌、光催化等性能，可用于化妆品、功能纤维、精细陶瓷、催化剂等领域。但是在纳米二氧化钛的水分散体系中，主要是范德华力、静电排斥作用力、因吸附层而产生的位阻效应等原因，导致纳米二氧化钛不易在水等非极性介质中分散、均匀度差。纳米二氧化钛的易凝聚直接影响到了纳米二氧化钛自身优异性能的发挥，且二氧化钛粉末不易回收，当其作为光催化剂应用时，浪费大。因此亟需解决纳米二氧化钛分散性和不易回收的问题。

二氧化钛薄膜通常采用溶胶凝胶法制备，具有纯度高、均匀性好、合成条件温和、易在基体上形成涂层的优点，克服了纳米二氧化钛粉体分散性差和不易回收的缺点。二氧化钛薄膜具有光致亲水性和光催化活性，在太阳能的储存与运用、光化学转换及有机污染物的环境处理方面等具有良好的应用前景。然而由于现有溶胶凝胶法制备二氧化钛薄膜条件温和，导致成品二氧化钛薄膜的耐酸性能差，在酸性环境条件下光催化效率低。因此，需要开发一种耐酸性强的二氧化钛薄膜材料。

发明内容

本发明提供了一种纳米粉体二氧化钛薄膜耐酸材料及其制备方法，提高了二氧化钛薄膜材料在酸性条件下的光催化性能，也提高了纳米粉体二氧化钛薄膜的耐酸性能。

本发明提供了一种纳米粉体二氧化钛薄膜耐酸材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将钛化合物溶液、乙醇和盐酸混合，搅拌10-20min，加入改性剂A，然后于85-110℃搅拌0.5-1.5h，得到预混液；

步骤2，预混液中加入正硅酸乙酯-乙醇-水混合液，40-50℃搅拌1-1.5h，得到溶胶液；

步骤3，向溶胶液中加入改性剂B，85-110℃搅拌0.5-1h，得到一次改性胶液；

向一次改性胶液中加入改性剂C，85-110℃搅拌0.5-1h，得到二次改性胶液；

所述改性剂A为甘氨酸或者丙酮；

改性剂B、改性剂C为相同物质或者不同物质，为陶瓷粉或者氢氧化铝粉；

步骤4，将所述一次改性胶液涂覆在基材表面，干燥，然后在得到的材料上涂覆二次改性胶液，固化干燥，纳米粉体二氧化钛薄膜耐酸材料。

优选的，纳米粉体二氧化钛薄膜耐酸材料的制备方法，所述钛化合物溶液为四氯化钛或者钛酸四丁酯；钛化合物溶液的浓度为10-30g/100ml。