一种碳纳米管负载二氧化钛罩面涂料的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种碳纳米管负载二氧化铁罩面涂料的制备方法，应用在涂料领域 里。
【背景技术】
[0002] 在紫外吸收范围内，二氧化铁具有光催化活性，其原理是二氧化铁被光福射时将 有一个电子从价带激发到导带，同时在价带中产生一个空穴，运样产生的空穴是良好的氧 化剂，多数光催化剂都是利用了空穴的氧化能力，而迁移到光催化剂表面的电子是良好的 还原剂。将光催化剂使用在涂料中，利用其氧化还原能力，可降解空气中的污染有机气体。
[0003] 尽管光催化二氧化铁Ti02具有反应条件溫和、降解完全、无二次污染等优点，但 在应用领域内仍有较大的有待改善的空间。如，普通光催化二氧化铁在紫外光激发后将产 生电子和空穴的分离，但其中绝大部分的光生电子在迁移至催化剂表面前都和空穴重新复 合，吸收的紫外光能量则W热量或巧光的方式损失掉，因此导致二氧化铁的光催化效率低 下。
[0004] 碳纳米管（CNT)是一维纳米材料，因其优异的力学、电学和化学性能，加上其特殊 的化学结构，运些年在各个领域的应用越来越广泛。碳纳米管具有独特的中空结构、比表面 积大、吸附能力强，是理想的催化剂载体，碳纳米管和二氧化铁的复合可W使二氧化铁的吸 收范围产生蓝移，提高其光催化能力。
[0005] 现有技术中虽然也有碳纳米管负载二氧化铁催化剂的制备方法，如 200910184188. 9和201310584415. 3,其对碳纳米管的溶解方式采用的是硝酸溶解法，用该 方法生产的产物碳纳米管负载二氧化铁催化剂呈酸性，当其作为漆面的罩面，其酸性会破 坏原有的漆面，因此不适合作为罩面使用。另外，现有的制备工艺中所制备出的终产物为固 态粉末，其不能够直接涂抹在漆面表面作为涂层使用，主要用于污水方面的处理，而不适用 于有机污染气体的处理。
[0006]因此提供一种能直接应用于外墙罩面的碳纳米管负载二氧化铁罩面涂料的制备 方法己成为当务之亟。
【发明内容】
[0007] 本发明提供一种碳纳米管负载二氧化铁罩面涂料的制备方法，其克服了现有工艺 制备的碳纳米管负载二氧化铁催化剂无法直接应用于外墙罩面的缺点，具有能够适用于并 能直接用于外墙罩面进行施工的优点。
[0008] 本发明的技术方案如下：
[0009] -种碳纳米管负载二氧化铁罩面涂料的制备方法，其包括W下步骤：W下均为重 量份，
[0010] (1)将15-18份铁源和63-66份乙醇加入到分散容器中，在350-55化pm的转速下 分散8-12min，接着在350-550巧m的转速下，加入17-21份氨水，调整转速至800-1200;rpm， 分散25-35min，待氨气完全挥发后，离屯、取沉淀物，将其干燥待用；
[0011] (2)调整转速至350-55化pm，在分散容器中依次添加44-52份水和25-32份双氧 水，提高溫度至50-65°C，加入7-10份的步骤（1)制得的沉淀物按分2次W上加入，之后分 散0. 5-化，添加7-10份氨水和3-8份碳纳米管，在350-55化pm的转速下反应0. 5-1.化，超 声分散25-35min，之后静置，待氨气完全挥发后，即得碳纳米管负载二氧化铁罩面涂料；
[0012] 其中，所述铁源为四氯化铁或铁酸四下醋。
[0013] 一般来说，碳纳米管是基本不溶于水的。本申请采用的是过量氨水和超声的方式 溶解碳纳米管。碳纳米管的表面存在大量的簇基和径基，与铁源在形成二氧化铁的过程中 产生的径基，该二者间通过氨基-径基、径基-径基间的氨键作用继续物理吸附使得碳纳米 管负载到二氧化铁上，而其化学结构上并没有发生变化。因此，本申请的工艺中取代了现有 制备工艺中对碳纳米管的溶解所采用的酸溶解的方式，使得本申请所制备出的碳纳米管负 载二氧化铁罩面涂料可W直接用于漆面，而不会对漆面造成破会。同时由于所制备的碳纳 米管负载二氧化铁罩面涂料为液体状，因此可W直接涂抹于漆面作为罩面涂层，其使用较 现有工艺所制备的固态的光催化二氧化铁使用更加方便、快捷，更加适用于有机污染空气 的降解。
[0014] 所述的碳纳米管负载二氧化铁罩面涂料的制备方法，其包括W下步骤：W下均为 重量份，
[001引 （1)将16份铁源和65份乙醇加入到分散容器中，在45化pm的转速下分散lOmin， 接着在45化pm的转速下，加入19份氨水，调整转速至1200巧m，分散35min，待氨气完全挥 发后，离屯、取沉淀物，将其干燥待用；
[0016] (2)调整转速至55化pm，在分散容器中依次添加48份水和32份双氧水，提高溫度 至65°C，加入10份的步骤（1)制得的沉淀物按分2次W上加入，之后分散比，添加7份氨 水和3份碳纳米管，在55化pm的转速下反应比，超声分散30min，之后静置，待氨气完全挥 发后，即得碳纳米管负载二氧化铁罩面涂料。
[0017] 该优选的碳纳米管负载二氧化铁罩面涂料的制备方法中，铁源、碳纳米管、各种溶 剂的优选配比W及制备工艺中的优选参数，使得其制备出的碳纳米管负载二氧化铁罩面涂 料不仅具有优于其他碳纳米管负载二氧化铁罩面涂料的对有机污染气体的吸附力，同时也 使得其具有更佳的催化能力，对有机污染气体的降解的效率更高。
[0018] 所述步骤（2)中将步骤（1)得到的沉淀物等份分2次加入。
[0019] 所述碳纳米管采用为多壁碳纳米管。碳纳米管可分为单壁碳纳米管（SWCNT)和多 壁碳纳米管（MWCNT)，相对来说，多壁碳纳米管比单壁碳纳米管更加活泼，原因是多壁碳纳 米管表面存在大量的活性基团，如簇基、径基等和一定的化学缺陷。其化学结构决定了多壁 碳纳米管比单壁碳纳米管吸附能力更强。因此，采用多壁碳纳米管作为原料制备出的碳纳 米管负载二氧化铁催化剂的吸附力更强，能够有效提高对有机污染气体的降解能力。
[0020] 与现有技术相比，本发明申请具有W下优点：
[0021] 1)改良了传统使用酸溶解碳纳米管的制备方法，不会造成漆面的破坏，使得产物 可W直接使用于漆面，而不会对其产生破坏；
[0022] 2)终产物为溶液，可W直接涂抹于漆面作为罩面涂层，使用方便快捷；
[0023] 3)比起固体状的碳纳米管负载二氧化铁催化剂更加适用于有机污染气体的降 解；
[0024] 4)所制备的碳纳米管负载二氧化铁罩面涂料的吸附力更强，能够有效提高对有机 污染气体的降解能力。
【具体实施方式】
[0025] 下面结合各实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
[002引原料来源：
[0027] 水：普通自来水；
[0028] 碳纳米管、多壁碳纳米管：中国科学院成都有机化学有限公司生产的；
[0029] 乙醇：75%工业酒精；
[0030] 四氯化铁、铁酸四下醋：阿拉下生产，分析纯；
[0031] 壳聚糖：季氨化壳聚糖；
[0032] 氨水：西晚化工股份有限公司生产，分析纯；
[0033] 双氧水：西晚化工股份有限公司生产，分析纯，含量为30%。
[0034] 实施例1
[0035] 本发明所述的一种碳纳米管负载二氧化铁罩面涂料的制备方法，其包括W下步 骤：W下均为重量份，
[0036] (1)将16份四氯化铁和65份乙醇加入到分散容器中，在45化pm的转速下分散 lOmin，接着在45化pm的转速下，加入19份氨水，调整转速至1200巧m，分散35min，待氨气 完全挥发后，离屯、取沉淀物，将其干燥待用；
[0037] (2)调整转速至55化pm，在分散容器中依次添加48份水和32份双氧水，提高溫度 至65°C，加入10份的步骤（1)制得的沉淀物按等份分2次加入，之后分散比，添加7份氨 水和3份多壁碳纳米管，在55化pm的转速下反应比，超声分散30min，之后静置，待氨气完 全挥发后，即得碳纳米管负载二氧化铁罩面涂料。
[00測实施例2
[0039] 本发明所述的一种碳纳米管负载二氧化铁罩面涂料的制备方法，其包括W下步 骤：W下均为重量份，
[0040] (1)将18份铁酸四下醋和63份乙醇加入到分散容器中，在55化pm的转速下分散 8min，接着在35化pm的转速下，加入21份氨水，调整转速至80化pm，分散25min，待氨气完 全挥发后，离屯、取沉淀物，将其干燥待用；
[004