[发明专利]用于自清洁瓷砖的纳米材料及其制备方法和应用

说明书

本发明属于功能纳米材料技术领域，具体涉及一种用于自清洁瓷砖的纳米材料及其制备方法和应用。用于自清洁瓷砖的纳米材料结构式为M_xTi_yO_z，其中，M为Zn、Cu、Fe、Ag、Ce、La、Co或Ni中的一种或几种；纳米材料为纳米片或纳米管。本发明通过火焰喷射分解法合成具有介孔结构的复合氧化物纳米材料，该复合氧化物纳米材料具有比表面积大、孔结构丰富、活性位点多等优点，将其添加在瓷砖釉层表面，使瓷砖具有自清洁和抗菌功能。

技术领域

本发明属于功能纳米材料技术领域，具体涉及一种用于自清洁瓷砖的纳米材料及其制备方法和应用。

背景技术

建筑装饰用的地砖和墙砖早已被广泛应用，相比于其它地面装饰材料，瓷砖在装饰效果、卫生等方面具有明显的优势，瓷砖的装饰图案、纹理和花色更加逼真、生动，极大的满足了消费者对装饰效果的追求。瓷砖是以耐火的金属氧化物及半金属氧化物，经由研磨、混合、压制、施釉、烧结之过程，而形成的一种耐酸碱的瓷质或石质等建筑或装饰材料，称之为瓷砖，其原材料多由粘土、石英砂等等混合而成。

瓷砖用于多个场所，在厨房或者建筑外墙上使用时，由于经常接触油污或者其他物质，容易造成油污等粘附在瓷砖表面，不易清洗，造成瓷砖的美观度下降，也容易滋生细菌，造成使用的安全性下降。

中国专利CN 109437853A公开一种具有自清洁作用的瓷砖，按重量计使用以下原料制成：高岭土180-200份、石英石45-50份、凹凸棒土35-40份、膨润土8-10份、莫来石纤维30-40份、纳米氧化锌—纳米二氧化钛复合物10-15份。该专利所加纳米氧化锌和纳米氧化钛量较多，显著升高了瓷砖的生产成本。

中国专利CN 208518244 U公开一种具有表面自清洁功能的建筑外墙瓷砖，包括釉面层、钢丝加强层以及铺贴面层；所述钢丝加强层固定粘接设置于釉面层与铺贴面层之间；所述釉面层的内部贯穿其左右两侧排列设置于多个六边形结构的第一填充孔；所述釉面层的外表面阵列设置有多个与第一填充孔相匹配的第二填充孔，第二填充孔为与第一填充孔横截面尺寸相同的六边形孔结构，且第二填充孔与第一填充孔连通；所述第一填充孔和第二填充孔内部填充设置有透明纳米超疏水颗粒，釉面层的外表面也涂覆有一层超疏水颗粒，该专利未涉及其在抗菌方面的性能。

目前，亟需提供一种具有自清洁功能且抗菌效果好的用于自清洁瓷砖的纳米材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于自清洁瓷砖的纳米材料，具有自清洁功能且抗菌效果好；本发明同时提供了用于自清洁瓷砖的纳米材料的制备方法和应用。

本发明所述的用于自清洁瓷砖的纳米材料，结构式为M_xTi_yO_z，其中，M为掺杂金属，x为M在纳米材料中的摩尔分数，y为Ti的摩尔分数，z为O的摩尔分数；M为Zn、Cu、Fe、Ag、Ce、La、Co或Ni中的一种或几种；纳米材料为纳米片或纳米管。

所述的x为0.04-0.5，y为1-x，z为1-3。

所述的纳米片的长度为100-900nm，纳米管的直径为100-900nm。

本发明所述的用于自清洁瓷砖的纳米材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将模板剂溶于溶剂中，搅拌均匀后，加入钛的前驱体和M的前驱体，搅拌老化后，得到前驱体溶液；

(2)前驱体溶液经高压气体分散后通入到甲烷-氧气火焰中反应，凝并，结晶，制得用于自清洁瓷砖的纳米材料。

步骤(1)中所述的模板剂为十六烷基三甲基溴化铵、正丁醇、正戊醇、正己醇或正庚醇中的一种或几种。

步骤(1)中所述的溶剂为水、乙醇或丙醇中的一种或几种。