一种高活性耐冲刷纳米二氧化钛涂层及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高活性耐冲刷纳米二氧化钛涂层及其制备方法，属于纳米涂层自清洁技术领域。
【背景技术】
[0002]在众多半导体光催化剂中，Ti02以其催化稳定性高、廉价易得、环境友好、对有机污染物降解无选择性等诸多优点被认为是最具应用前景的环保新技术。材料进入纳米尺度，表面活性中心增多可提高其化学催化和光催化的反应能力，在紫外光和氧气的作用下使材料涂层具备自清洁的能力，表面活性中心与成膜物质的官能团可发生化学键结合，大大增加涂层的刚性和强度。
[0003]目前制备纳米T12薄膜的方法有:液相沉积法、溶胶凝胶法、化学气相沉积法以及磁控溅射法等，这些制备方法存在着设备要求高、过程复杂以及无法大面积应用等缺点。因此需要提供一种方法简单、成本低廉的纳米T12薄膜的制备方法。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种纳米T12涂层及其制备方法，本发明制备方法简单易行、成本低廉，所制备的纳米T12涂层具有自清洁功能、耐冲刷，其具有光催化活性，具有实际的应用价值。
[0005]本发明首先提供一种纳米T12涂料，其为纳米T12与磷酸二氢铝的水分散液或水/乙醇复合分散液；
[0006]所述水分散液指的是其中的分散剂为水；
[0007]所述水/乙醇复合分散液指的是其中的分散剂为水与乙醇的混合液。
[0008]上述的纳米Ti02涂料中，所述纳米Ti02的粒径可为20nm?50nm，如选择市售的P25。
[0009]上述的纳米T12涂料中，所述纳米T12与所述磷酸二氢铝的质量比可为8?800:1，具体可为 13?800:1、13.3:1或800: I。
[0010]上述的纳米Ti02涂料中，所述纳米Ti02涂料中，所述Ti02的浓度可为lg/L?20g/L，所述磷酸二氢铝的浓度可为0.01?0.6g/L。
[0011]本发明进一步提供了所述纳米T12涂料的制备方法，包括如下步骤:
[0012](I)将所述纳米T12分散于水或乙醇中，经搅拌得到纳米T12浆料；
[0013](2)将磷酸二氢铝水溶液加入至所述纳米T12浆料中，经搅拌即得所述纳米T12涂料，所述搅拌的时间可为Ih?6h。
[0014]上述的制备方法中，步骤(I)中，所述纳米Ti02楽料中，所述纳米Ti02的浓度可为lg/L?20g/L，具体可为8g/L;所述搅拌的时间可为30min?120min，具体可为30min。
[0015]上述的制备方法中，步骤(2)中，所述磷酸二氢铝水溶液的浓度可为0.01g/L?
0.6g/L，具体可为0.01g/L或0.6g/L ；所述搅拌的时间可为Ih?6h，具体可为3h。
[0016]本发明提供的纳米T12涂料可用于制备具有光催化活性和/或自清洁功能的纳米T12涂层中，所述纳米T12涂层具有较强的耐冲刷能力。
[00?7]本发明进一步提供纳米Ti02涂层的制备方法，包括如下步骤:将所述纳米Ti02涂料旋涂于基片上，经干燥即得；
[0018]所述旋涂的方法为浸渍提拉法或喷涂法；
[0019]所述干燥的方式为如下I)或2):
[0020]I)自然风干；
[0021]2)在25°C?60°C的烘箱中烘干。
[0022]上述的制备方法中，所述基片为载玻片，在所述旋涂步骤之前，将所述载玻片做如下处理:
[0023]用洗洁精逐片清洗，然后在无水乙醇中超声清洗30分钟，再用去离子水超声清洗3次，每次1分钟，于60 °C烘干备用。
[0024]上述的制备方法中，所述旋涂的方式为浸渍提拉法或喷涂法。
[0025]上述的制备方法中，所述旋涂的层数可为I层?4层，厚度约为100?480nm。
[0026]上述制备方法制备的纳米T12涂层也是本发明所保护的范围。
[0027]本发明将纳米T12粉体直接应用于涂料中，通过简单的磁力搅拌分散在水性溶剂中，制得T12纳米涂料，然后在普通玻璃上进行涂膜，是一种简单便捷的制备具有与涂料性质一致的涂层的方法，制备过程中避免了有机溶剂的使用。
[0028]本发明将所得到的纳米T12浆料与磷酸二氢铝溶液通过磁力搅拌制得一种自清洁涂料，具有成本低廉、制作工艺简单，施工方便等优点。利用浸渍提拉法或喷涂法进行涂膜不仅能保证所制备的涂层粒径与原料一致、涂层厚度可控，而且设备简单、可大面积应用。本发明方法制备的自清洁涂层具有较高的自清洁作用以及耐冲刷强度，具有很好的实际应用前景。
[0029]综上所述，本发明利用简单复合的方法制备出纳米T12涂层-制备方法操作流程简单、原料廉价、反应温度低、可大面积均匀涂膜等优点，所制备的纳米T12涂层具有较高的光催化活性以及耐冲刷能力，具有很好的市场前景和应用价值。
【附图说明】
[0030]图1为本发明实施例1中制得的磷酸二氢铝浓度为0.01g/L(左)和本发明实施例2中制得的磷酸二氢铝浓度为0.6g/L(右)纳米T12涂层的TEM图。
[0031 ]图2为本发明实施例1中制得的磷酸二氢铝浓度为0.01g/L和实施例2中制得的磷酸二氢铝浓度为0.6g/L纳米T12涂层的光催化活性对比图，其中，纵坐标K表示降解亚甲基蓝的表观速率常数。
[0032]图3为本发明实施例1中制得的磷酸二氢铝的浓度为0.01g/L和实施例2中制得的磷酸二氢铝的浓度为0.6g/L纳米T12涂层经过实施例4测试以后的光催化活性对比图，其中，纵坐标K表示降解亚甲基蓝的表观速率常数。
【具体实施方式】
[0033]下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
[0034]下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0035]下述实施例中所使用的P25、磷酸二氢铝为工业试剂。
[0036]下述实施例中采用JEM2100透射电镜观察P25的颗粒形貌和尺寸，电子束加速电压为10kVο
[0037]实施例1、磷酸二氢铝浓度为0.01g/L纳米T12涂层的制备
[0038]称取0.8g P25分散在99.5mL去离子水中，磁力搅拌30min;量取0.5mL浓度为2g/L的磷酸二氢铝水溶液;磁力搅拌下，将磷酸二氢铝水溶液逐滴滴加