[发明专利]一种二氧化钛-贝壳粉复合材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种二氧化钛‑贝壳粉复合材料及其制备方法，包括TiO₂和贝壳粉，所述TiO₂和贝壳粉的质量比为1：0.5‑2，所述复合材料光催化性能优异，贝壳粉作为二氧化钛的载体，起到了抑制纳米TiO₂团聚的作用，且与TiO₂光催化纳米材料复合后双管齐下，既能吸附又能分解污染物。同时也为废弃贝壳资源的开发和利用提供新途径，兼具显著的社会、经济和环境效益，所述材料适用于涂料领域。

技术领域

本发明属于化工材料技术领域，涉及一种用于涂料的复合材料及其制备方法，具体地说，涉及一种二氧化钛-贝壳粉复合材料及其制备方法与应用。

背景技术

由于现代人每天80％-90％的时间是在室内度过，因而室内空气污染对人体危害较大。为了降低装修导致的室内空气污染，我国自2001年起对各种装饰装修的有害物质含量进行了严格的限值。经过十几年的发展，人们生活的室内空气质量有了很大的改善，但由于各种材料中污染物的累积作用以及个别材料的选择不当，仍然有很多的家庭饱受室内空气污染的困扰。

近几年来，对于室内空气净化的研究非常活跃。目前，室内空气净化类产品很多，如活性炭、空气净化器、各种空气治理剂、功能性壁纸、硅藻泥等。在众多的空气净化产品中，内墙涂料作为目前应用最为广泛的内墙装修产品，具有成本低、室内涂布面积大、无二次污染的优点，因而在净化空气方面具有较大的潜力，也受到广大消费者的普遍青睐。自1972年日本科学家Fujishima等发现TiO₂可在紫外光作用下将水分解为氢气和氧气以来，经过几十年的发展，以纳米TiO₂为代表的半导体光催化材料及其光催化技术取得了丰硕的研究成果。TiO₂是一种重要的无机化工原料，具有无毒无害、着色力强、遮盖力高、耐候性好等诸多优良特性，在涂料工业的各个领域得到了广泛的应用，尤其在有机污染物降解、污水处理、空气净化等方向得到了长足的发展。TiO₂作为环境友好性材料，随着人们环境意识的增强，将TiO₂的颜料性能与光催化特性集于一身的TiO₂光催化涂料也越来越受到业界的重视。

但是纳米TiO₂在涂料中的应用面临以下几个重要问题：(1)普通的纳米TiO₂只是在紫外光下具有优异的光催化性能，在可见光下则无明显作用，而普通室内环境中的紫外光强度极其微弱，因此需要对纳米TiO₂进行改性处理。(2)在TiO₂纳米材料向涂料添加过程中，不可避免地存在纳米离子的团聚和包覆现象，从而导致光触媒的光催化作用失效。(3)TiO₂在降解低浓度的有机物时，由于其对有机物的吸附能力较差，使得光催化反应过程中与有机物分子的碰撞几率减少，导致光催化降解效率不高。

发明内容

为此，本发明正是要解决上述技术问题，从而提出一种可提高TiO₂对可见光的吸收、光催化性能优异的二氧化钛-贝壳粉复合材料及其制备方法与应用。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

本发明一方面提供一种二氧化钛-贝壳粉复合材料，其包括TiO₂和贝壳粉，所述TiO₂和贝壳粉的质量比为1：0.5-2。

进一步地，所述复合材料还包括金属离子，所述金属离子为Fe³⁺或Cu²⁺，所述复合材料中，所述Fe³⁺或Cu²⁺的摩尔浓度为0.1-0.5％。

本发明另一方面提供一种制备所述的复合材料的方法，其包括如下步骤：

S1、将钛酸丁酯与溶剂混合均匀，按照TiO₂和贝壳粉的质量比1：0.5-2加入贝壳粉，搅拌均匀得到预混物；