一種在800℃條件下保持銳鈦型nmTiO2晶型不變的方法，及玻璃磚上涂覆銳鈦型nmTiO2膜的工藝。用蒸餾水、AR級磷酸配制0.10mol磷酸溶液，含26.90ml的0.10Mol濃度的體積為150ml的磷酸溶液中，在充分攪拌條件下緩慢加入粒徑為20-25nm的銳鈦型nmTiO2粉末25.000g，待全部加完后繼續攪拌15分鐘，將含有銳鈦型nmTiO2粉末的磷酸水溶液全部倒入瓷甘鍋中，放入馬弗爐，緩慢升溫至800℃，保溫半小時，自然降至室溫20-30℃，制成含磷氧化物的銳鈦型nmTiO2粉末，利用絲網印刷技術將其涂覆在玻璃磚上。并制定玻璃磚表面的銳鈦型nmTiO2膜光催化功能的檢驗方法，使用XRD、電子顯微鏡、光催化分解有機物、抑菌、超親水性對銳鈦型nmTiO2膜進行功能檢驗。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種在800°C保持銳鈦型納米二氧化鈦(nmTi02)晶型的方法。特別是在建筑裝飾材料表面分散銳鈦型MiTiO2后，使其在800°C保持銳鈦型nmTi02晶型的方法及其在玻璃磚上的應用。
技術介紹
銳鈦型11!111102是一種具有光催化分解有機物、抑菌、超親水性等性能的環保材料。利用光激發銳鈦型nmTi02產生光催化作用來促進化學反應的進行是源于上世紀東京大學工學研究科教授、工學博士藤島先生，當時被稱之為《藤島效應》。從發現至今已過了四十多年，世界各國對銳鈦型nmTi02的光催化應用的研究也愈加深入。研究結果發現銳鈦型nmTi02光催化劑在近紫外光(陽光或熒光燈等)照射下，分子中的電子被激發，生成電子-空穴對，由于帶正電的空穴具有很強的氧化能力，能使空氣中的水分子生成氫氧自由基(· 0H)的強氧化劑；帶負電的電子能使空氣中的氧氣(O2)還原，生成另一種強活性自由基· 02_。· OH和· 02_活性自由基所含的能量相當于3600K高溫的熱能產生的能量，足以使大多數有機物質“燃燒”分解。所以它能分解苯、甲醛等有機分子，抑制細菌，而對人體無傷害?，F有技術中已經進行銳鈦晶型的nmTi02晶體轉變溫度以下將其分散于瓷磚表面窯燒定型的技術嘗試，參見《上海應用技術學院學報》中“瓷磚釉面TiO2材料的制備及其結構形貌研究”；和中國專利CN101143763B。 玻璃磚(玻璃馬賽克)作為裝飾材料，它具有豐富的色彩及包括金、銀等顯示金屬質地的圖案。玻璃磚上的圖案都是通過絲網印刷的方法單色或套色印到8mm厚的玻璃磚上，再通過800°C (玻璃軟化點溫度)窯燒定型，附著成材。由于銳鈦晶型nmTi02熱穩定性的局限，當溫度超過600°C時它會轉變成為金紅石型的nmTi02，從而失去光催化特性。若降低窯燒溫度，則組成圖案色彩的顏料、和金、銀等金屬材料不能粘附到8mm厚的玻璃上，當然也不能制成所需要的玻璃磚。玻璃的性質也不允許800°C燒一次后于500-600°C再燒一次。即先將玻璃磚圖案在800 V的溫度燒制成型，再在玻璃磚表面覆蓋銳鈦晶型nmTi02膜， 并重新在500-60(TC的溫度下對該玻璃磚再進行窯燒。如果要保證制成的玻璃磚(玻璃馬賽克)具有良好的圖案、形狀以及光學特性，同時使分散的nmTi02膜無色透明并具有光催化性能，就必須使玻璃磚上覆蓋的銳鈦型nmTi02 與圖案一起窯燒完成，同時銳鈦型nmTi02在800°C時必須保持晶型不變?，F在迫切需要一種可以隨玻璃磚一同經受800°C窯燒工藝，保證銳鈦型nmTi02在 800°C晶型不變的方法及其在玻璃磚上涂覆的工藝。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種保證銳鈦型nmTi02在8001保持晶型的方法及其在玻璃磚上的應用，即選擇一種能先于銳鈦型nmTi02吸收福射的能量而屏蔽保護銳鈦型nmTi02晶型的材料，使銳鈦型nmTi02在玻璃磚窯燒定型時能保持晶型不變。從化合物的物理化學性質能選擇出合適的用于屏蔽保護銳鈦型IimTiO2在800°C左右不改變晶型的材料。本專利技術通過多次實驗選擇磷的氧化物作為銳鈦型IimTiO2屏蔽保護材料。含磷氧化物的銳鈦型nmTi02粉末的制備方法用蒸餾水、AR級磷酸配制O.1Omol磷酸溶液，含26. 90ml的O.1OMol濃度的體積為150ml的磷酸水溶液中，在充分攪拌條件下緩慢加入粒徑為20-25nm的銳鈦型nmTi02粉末25. OOOg,待全部加完后繼續攪拌15分鐘，將含有銳鈦型nmTi02粉末的磷酸水溶液全部倒入瓷甘鍋中，放入馬弗爐，緩慢升溫至800°C，保溫半小時，自然降至室溫20-30°C，制成含磷氧化物的銳鈦型nmTi02粉末。每克銳鈦型nmTi02中相應磷的含量達到3. 05_3. 33mg可以保證nmTi02晶型在800°C時不會由銳鈦型轉變為金紅石型。環境溫度為室溫20_25°C時，在2000_2500ml絲網印刷溶液中加入鋯珠(直徑為Φ Imm與C>2mm,比例為4 : 6) 50g,使用砂磨分散機在2500_3000r/min的攪拌速度下緩慢加入含磷氧化物的銳鈦型nmTi02粉末20-25g(±0. OOOg)，連續攪拌30分鐘，濾去鋯珠，生成含磷氧化物的銳鈦型nmTi02的絲網印刷溶膠，對8mm厚度的玻璃磚進行除油除塵處理，用絲網印刷機印刷銳鈦型nmTi02溶膠，厚度約5 μ m，根據印刷速度可選擇165T或200T絲網，印刷后待膜表面干燥即可進800°C的窯燒制與玻璃磚表面的圖案一同定型。銳鈦型nmTi02粉末的晶型是由X光衍射圖譜(XRD)確定。本專利技術克服了銳鈦型nmTi02在玻璃磚表面窯燒定型時，因為窯燒溫度高達800°C而使銳鈦型nmTi02轉變成金紅石型nmTi02造成失去光催化性能的問題,且加工工藝簡便,加工成品率極高，生產過程中不產生三廢,成本低廉。附圖說明圖1為銳鈦型nmTi02玻璃磚X光衍射圖譜(XRD)檢測結果；圖2為銳鈦型nmTi02玻璃磚電子顯微鏡圖譜；圖3為銳鈦型nmTi02玻璃磚苯分解曲線；圖4為銳鈦型nmTi02玻璃磚抑菌試驗。圖5用接觸角測量儀測量nmTi02玻璃磚上水滴接觸角；圖6為nmTi02玻璃磚超親水性實驗結果。具體實施例方式一、制備含磷氧化物的銳鈦型nmTi02粉末。1.采用的材料及設備顆粒直徑為20-25nm的銳鈦型nmTi02粉末，由X射線衍射圖譜XRD確定nmTi02晶型，由粉末比表面104_120m2/g佐證粒徑；磷酸分析純級(AR);蒸餾水；馬弗爐；電子天平±0.OOlg ;容量瓶；移液管。2.實施步驟用蒸餾水配置O.1Omol磷酸溶液，使用時根據需要再進行稀釋。在不同濃度的磷酸溶液中(按每克銳鈦型nmTi02需要的磷含量計Pmg/nmTi02g) 在充分攪拌條件下緩慢加入銳鈦型nmTi02粉末，待全部加完后繼續攪拌15分鐘。將含有銳鈦型nmTi02粉末的磷酸溶液全部倒入瓷甘鍋中，放入馬弗爐。緩慢升溫至800°C，保溫半小時。自然降至室溫20-30°C，取出產品分別進行XRD及比表面檢測。試驗對比一按實施步驟操作，在含12. 60ml的O.1Omol的磷酸水溶液150ml中加入25. OOOg 銳鈦型nmTi02粉末(PL 56mg/nmTi02g)，經800°C焙燒半小時后，用XRD檢測有約5%轉化成金紅石型nmTi02,比表面37. 2m2/g。試驗對比二按實施步驟操作，在含14. 20ml的O.1Omol的磷酸水溶液150ml中加入25. OOOg 銳鈦型nmTi02粉末(PL 76mg/nmTi02g)，經800°C焙燒半小時后，用XRD檢測有約5%轉化成金紅石型nmTi02,比表面53. 8m2/g。試驗對比三按實施步驟操作，在含24. 60ml的O.1OMol的磷酸水溶液150ml中加入25. OOOg 銳鈦型nmTi02粉末(P3 . 05mg/nmTi02g)，經800°C焙燒半小時后，用XRD檢測沒有發現金紅石 nmTi02,比表面 104m2/g_110m2/g。試驗對比四按實施步驟操作，在含26. 90ml的O.1OMol的磷酸水溶液150ml中加入25. OOOg 銳鈦型nmTi02粉末(P3. 33mg/n本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種在800℃保持銳鈦型nmTiO2晶型的方法，其特征在于：銳鈦型nmTiO2粉末體系中存在磷氧化物，所述磷氧化物是通過將銳鈦型nmTiO2粉末置于磷酸溶液中在800℃燒制而成，每克銳鈦型nmTiO2需要磷的含量不小于3.05mg。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：徐伯豫，
申請(專利權)人：徐伯豫，
類型：發明
國別省市：
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