专利名称：一种自清洁功能石板材及其制备方法
技术领域：
本发明具体涉及一种自清洁功能石板材及其制备方法，属于材料科学领域。
背景技术：
随着国家城市建设的突飞猛进，人们对生产和生活环境美化的要求不断提高，被誉为“古老而长青、传统而新潮”的装饰材料——石材，深受人们的青睐。许多的楼宇、馆所、 广场、公园等标志性建筑的内外墙面和地面，都采用了石材进行装饰。近年来，二氧化钛光技术在空气净化、废水处理等环境治理领域得到广泛的应用，人们开发出了诸如自清洁和抗菌瓷砖、自清洁抗雾玻璃、光催化空气净化器等多用途的二氧化钛光催化产品。如何将具有光催化性能的二氧化钛引入到大理石中，开发出具有自清洁和抗菌性能、能够降解有机污染物的清洁功能大理石。其具有重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自清洁功能石板材及其制备方法，该石板材具有良好的净化空气、抑菌、灭菌及自清洁功能和优良的耐候性。制备方法简便，具有显著的经济和社会效益。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案
采用原位水解技术制得负载T^2的具有自清洁功能的石板材。具体的制备步骤如下
(1)石材板(大理石板材或花岗岩板材，大小2(^20cm，厚度2-3cm)用蒸馏水清洗干净后，放入箱式马弗炉或烤箱中，150-400°C烘烤30-180min ；
(2)在水解槽中加入蒸馏水，滴加浓度是0.05-0. 2mol/L的盐酸调节pH至3_5 ；然后边搅拌边滴加20-50mL的TiCl4,滴加完后搅拌使之反应10-60min得反应液；所述的搅拌速度是 150-200r/min ；
(3)将步骤(1)所述的石板材取出立即浸入步骤(2)所述的反应液中，浸渍10-50min；
(4)将水解槽的温度升至7(T90°C，并滴加浓氨水调节溶液的pH值至7-8，静置反应 20-60min ；
(5)将水解槽中的石板材取出，晾干石板材表面水分，并放入马弗炉或烤箱中，在空气气氛中，以10-30°C /min的速率升温至200-400°C，保温l_3h，自然冷却至室温，即制得所述的自清洁功能石板材。本发明的显著优点在于本发明的石板材具有良好的净化空气、抑菌、灭菌及自清洁功能和优良的耐候性。如作为室内装修材料时对室内甲醛、苯、苯酚等有机物具有分解、 净化功能；在作为户外墙体装修材料时对粘附的污染物具有良好的分解和去污功能，并能起到抑菌、灭菌作用；作为广场或路面铺砖材料时对粘附的污染物具有更容易被清除的功能。制备方法简便，具有显著的经济和社会效益。
具体实施方式
实施例1
采用原位水解技术制得负载T^2的具有自清洁功能的石板材。具体的制备步骤如下
(1)石材板(大理石板材或花岗岩板材，大小2(^20cm，厚度2-3cm)用蒸馏水清洗干净后，放入箱式马弗炉或烤箱中，150°C烘烤ISOmin ；
(2)在水解槽中加入蒸馏水，滴加浓度是0.05mol/L的盐酸调节pH至5;然后边搅拌边滴加20mL的TiCl4,滴加完后搅拌使之反应IOmin得反应液；所述的搅拌速度是150r/min ；
(3)将步骤(1)所述的石板材取出立即浸入步骤(2)所述的反应液中，浸渍IOmin；
(4)将水解槽的温度升至70°C，并滴加浓氨水调节溶液的pH值至7，静置反应20min；
(5)将水解槽中的石板材取出，晾干石板材表面水分，并放入马弗炉或烤箱中，在空气气氛中，以10°C /min的速率升温至200°C，保温lh，自然冷却至室温，即制得所述的自清洁功能石板材。实施例2
采用原位水解技术制得负载T^2的具有自清洁功能的石板材。具体的制备步骤如下
(1)石材板(大理石板材或花岗岩板材，大小2(^20cm，厚度2-3cm)用蒸馏水清洗干净后，放入箱式马弗炉或烤箱中，400°C烘烤30min ；
(2)在水解槽中加入蒸馏水，滴加浓度是0.2mol/L的盐酸调节pH至3 ；然后边搅拌边滴加50mL的TiCl4,滴加完后搅拌使之反应60min得反应液；所述的搅拌速度是180r/min ；
(3)将步骤(1)所述的石板材取出立即浸入步骤(2)所述的反应液中，浸渍50min；
(4)将水解槽的温度升至90°C，并滴加浓氨水调节溶液的pH值至8，静置反应60min；
(5)将水解槽中的石板材取出，晾干石板材表面水分，并放入马弗炉或烤箱中，在空气气氛中，以30°C /min的速率升温至400°C，保温3h，自然冷却至室温，即制得所述的自清洁功能石板材。实施例3
采用原位水解技术制得负载T^2的具有自清洁功能的石板材。具体的制备步骤如下
(1)石材板(大理石板材或花岗岩板材，大小2(^20cm，厚度2-3cm)用蒸馏水清洗干净后，放入箱式马弗炉或烤箱中，325°C烘烤IlOmin ；
(2)在水解槽中加入蒸馏水，滴加浓度是0.lmol/L的盐酸调节pH至4 ；然后边搅拌边滴加35mL的TiCl4,滴加完后搅拌使之反应35min得反应液；所述的搅拌速度是200r/min ；
(3)将步骤(1)所述的石板材取出立即浸入步骤(2)所述的反应液中，浸渍30min；
(4)将水解槽的温度升至80°C，并滴加浓氨水调节溶液的pH值至7，静置反应40min；
(5)将水解槽中的石板材取出，晾干石板材表面水分，并放入马弗炉或烤箱中，在空气气氛中，以20°C /min的速率升温至300°C，保温2h，自然冷却至室温，即制得所述的自清洁功能石板材。实施例4
宁德某商品房装修中，在两间大小相近的卧室，分别采用该技术制备的大理石和未经处理的大理石铺地板。装修完后经过一段时间(to、tl、U)分别采样检测两个房间空气中甲醛和苯的含量，发现采用该技术制备的大理石装修的房间，甲醛、苯的浓度比采用未处理的大理石装修的房间浓度低。表1为经过不同时间取样检测采用该技术处理过的大理石装修的房间甲醛浓度(Cmg)和苯浓度(cl￥)，与采用未经处理的大理石装修房间甲醛浓度(C0甲薛)和苯浓度(C0苯)的对比数据。表1两个房间甲醛和苯浓度对比
权利要求
1.一种自清洁功能石板材，其特征在于所述石板材是采用原位水解技术制得的负载 TiO2的具有自清洁功能的石板材。
2.一种如权利要求1所述的自清洁功能石板材的制备方法，其特征在于所述制备方法的步骤如下(1)石材板用蒸馏水清洗干净后，放入箱式马弗炉或烤箱中，150-400°C烘烤 30-180min ；(2)在水解槽中加入蒸馏水，滴加盐酸调节pH至3-5；然后边搅拌边滴加20-50mL的 TiCl4,滴加完后搅拌使之反应10-60min得反应液；(3)将步骤(1)所述的石板材取出立即浸入步骤(2)所述的反应液中，浸渍10-50min；(4)将水解槽的温度升至7(T90°C，并滴加浓氨水调节溶液的pH值至7-8，静置反应 20-60min ；(5)将水解槽中的石板材取出，晾干，放入马弗炉或烤箱中烘烤，取出，自然冷却至室温，即制得所述的自清洁功能石板材。
3.根据权利要求2所述的自清洁功能石板材的制备方法，其特征在于步骤(1)所述的石材板是大理石板材或花岗岩板材中的一种。
4.根据权利要求2所述的自清洁功能石板材的制备方法，其特征在于步骤(2)所述的盐酸的浓度是0. 05-0. 2mol/L。
5.根据权利要求2所述的自清洁功能石板材的制备方法，其特征在于步骤(2)所述的搅拌的搅拌速度是150-200r/min。
6.根据权利要求2所述的自清洁功能石板材的制备方法，其特征在于步骤(5)所述的烘烤是在空气气氛中，以10-30°C /min的速率升温至200-400°C，保温1_汕。
全文摘要
本发明公开了一种自清洁功能石板材及其制备方法，以石板材为研究对象，以四氯化钛、氨水、盐酸为主要原料，采用原位水解技术制得负载纳米级二氧化钛具有自清洁功能的石板材。该石板材具有良好的净化空气、抑菌、灭菌及自清洁功能和优良的耐候性。制备方法简便，具有显著的经济和社会效益。
文档编号C04B41/50GK102503548SQ201110322439
公开日2012年6月20日 申请日期2011年10月21日 优先权日2011年10月21日
发明者卢燕凤, 张淑慧, 陆东芳, 陈孝云, 陈星 申请人:福建农林大学