一种具有光催化特性的核壳结构杂化溶胶及其制备与应用的制作方法

文档序号:11102149阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种具有光催化特性的核壳结构杂化溶胶,其特征在于,所述杂化溶胶是以光催化纳米微粒为核,采用原位聚合的方法,在光催化纳米微粒表面聚合一层有机聚合物而制备得到;

其中,所述光催化纳米微粒的粒径为5~20nm;

所述有机聚合物包括有机硅树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述具有光催化特性的核壳结构杂化溶胶,其特征在于,所述光催化纳米微粒为纳米TiO2微粒,或在纳米TiO2中掺杂金属或金属氧化物而制得的混合微粒;

所述金属包括铁、铂、镍、铑、银、金中的一种或几种,所述金属氧化物包括SiO2、ZnO、WO3、SrTiO3中的一种或几种。

3.根据权利要求2所述具有光催化特性的核壳结构杂化溶胶,其特征在于,所述纳米TiO2来源于钛酸酯、钛酸盐或其混合物。

4.一种制备如权利要求1所述核壳结构杂化溶胶的方法,其特征在于,其步骤包括:采用溶胶凝胶法合成水性过氧化钛前驱体,然后将其加入到含硅酸乙酯的酸性甲醇溶液中,400~1000W超声分散5~30min后,在超声条件下于50~80℃加水反应2~6h,再加入硅烷偶联剂继续反应1~2h,在硅酸乙酯、硅烷偶联剂水解的同时,使水性过氧化钛前驱体脱水形成纳米二氧化钛微粒,从而直接合成所述核壳结构杂化溶胶;

所述含硅酸乙酯的酸性甲醇溶液中,甲醇与硅酸乙酯的摩尔比为10~20:1,溶液pH=1。

5.一种制备如权利要求1所述核壳结构杂化溶胶的方法,其特征在于,其步骤包括:采用溶胶凝胶法合成纳米二氧化钛溶胶,然后在其中加入水性有机聚合物,并加入无机纳米微粒分散稳定剂,400~1000W超声分散5~30min,再在超声条件下升温至60~80℃,保温1~2h进行脱水缩合反应,制得所述核壳结构杂化溶胶;

所述水性有机聚合物包括丙烯酸树脂、有机硅树脂、聚氨酯树脂或其混合物;

所述无机纳米微粒分散稳定剂包括硅酸镁铝、硅溶胶。

6.一种制备如权利要求1所述核壳结构杂化溶胶的方法,其特征在于,其步骤包括:采用溶胶凝胶法合成纳米二氧化钛溶胶,400~1000W超声分散5~30min后,加入含丙烯酸类单体的纳米微乳,采用半连续乳液聚合法,在超声条件下升温至70~90℃,恒温反应1~2h,制得所述杂化溶胶。

所述丙烯酸类单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯酰胺、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸和丙烯酸中的一种或几种。

7.一种制备如权利要求1所述核壳结构杂化溶胶的方法,其特征在于,其步骤包括:将硅酸乙酯、结构式为R1pSiXq(OR2)t的可水解硅化合物与钛酸酯或钛酸盐共同溶于溶剂中,然后加入乙酰丙酮及浓盐酸,超声分散5~30min,再加入无水乙醇与5wt%盐酸按体积比1:1的混合溶液,在50~80℃条件下恒温反应2~4h制得所述核壳结构杂化溶胶;

其中,硅酸乙酯、可水解硅化合物、钛酸酯或钛酸盐与溶剂的摩尔用量比为1:0.1~0.5:1:10~20;

所用溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇或丙酮中的一种或几种。

8.一种如权利要求1所述核壳结构杂化溶胶的应用,其特征在于,将所述核壳结构杂化溶胶与助剂、溶剂混合制成涂膜液,在常温条件下直接涂敷在有机基材表面;

所述涂膜液中核壳结构杂化溶胶的有效固含量为1~10wt%,助剂的含量为0.1~5wt%,余量为溶剂;其中,所述助剂包括分散剂、成膜助剂;所述溶剂包括水、甲醇、乙醇、异丙醇或丙酮中的任意一种或几种;

所述有机基材包括涂料、油漆、塑料板材、保温隔热墙体、有机玻璃、交通路网声屏障。

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