一种固载石墨相氮化碳功能性石板材及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种固载石墨相氮化碳功能性石板材及其制备方法，以大理石和花岗岩板材为研究对象，以二氰二胺和/或三聚氰胺为主要原料，通过浸渍、渗透、高温热解等工艺制得固载石墨相氮化碳的功能性石板材。该石板材具有良好的疏水性能、表面自由自清洁功能、光催化分解VOCs(挥发性有机化合物)功能、抗菌和灭菌功能。本发明解决了使用天然大理石或花岗岩板材做地面铺砖等装饰材料时，其表面粘附着污染物难以去除的难题。该制备方法简便，具有显著的经济和社会效益。
【专利说明】一种固载石墨相氮化碳功能性石板材及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明具体涉及一种固载石墨相氮化碳功能性石板材及其制备方法，属于材料科学领域。
【背景技术】
[0002]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，光催化氧化技术在空气净化、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、光催化氧化空气净化器等多用途的产品。如何将具有光催化性能的石墨相氮化碳引入到石板材中，开发出具有良好的疏水性能、表面自由自清洁功能、分解净化有机污染物功能、抗菌和灭菌功能的石板材，其具有重要的现实意义。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种固载石墨相氮化碳功能性石板材及其制备方法，该石板材具有良好的疏水性能、表面自由自清洁功能、光催化分解VOCs (挥发性有机化合物)功能、抗菌和灭菌功能。制备方法简便，具有显著的经济和社会效益。
[0004]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
一种固载石墨相氮化碳功能性石板材的制备方法包括以下步骤:
(1)将石材板用蒸馏水清洗干净后，100-180°c烘60-120min，取出石材板，浸没在二氰二胺、三聚氰胺中的一`种或两种的水溶液中，调节水溶液的温度高于40°C，并浸溃30~60min ；
(2)重复烘干和浸溃操作2飞次；
(3)将步骤(2)中的石板材取出，晾干，放入马弗炉中，在高纯氮气保护下，以2-6°C的升温速率升温至40(T50(TC，并保温l_3h，自然冷却至室温，即制得所述的固载石墨相氮化碳功能性石板材。
[0005]所述的石材板包括大理石板材和花岗岩板材。
[0006]本发明的显著优点在于:本发明的石板材具有良好的疏水性能、表面自由自清洁
功能、光催化分解VOCs (挥发性有机化合物)功能、抗菌和灭菌功能。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.、
Mo
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1为固载石墨相氮化碳功能性石板材表面石墨相氮化碳的XRD谱图。【具体实施方式】
[0008]实施例1
一种固载石墨相氮化碳功能性石板材的制备方法，具体的制备步骤如下:
(1)将大理石板材用蒸馏水清洗干净后，放入烘箱中在180°C烘60min后；将石材取出浸没在二氰二胺水溶液中(调节水溶液的温度40°C )，并浸溃60min。
[0009](2)重复烘干和浸溃操作2次。
[0010](3)将步骤⑵中的石板材取出，晾干，放入马弗炉中，在高纯氮气保护下，以2°C的升温速率升温至400°C，并保温3h，自然冷却至室温，即制得所述的固载石墨相氮化碳功能性石板材。
[0011]所制得的大理石板材表面接触角118°。
[0012]图1为固载石墨相氮化碳功能性石板材表面石墨相氮化碳的XRD谱图。由图可以看出，在2〃 =27.62附近有一个较宽的衍射峰，对应于石墨相氮化碳的(002)晶面衍射峰。另外,在2〃 =13.25附近有一个较宽的衍射峰,对应于石墨相氮化碳的(100)晶面衍射峰。
[0013]实施例2
一种固载石墨相氮化碳功能性石板材的制备方法，具体的制备步骤如下:
(1)将花岗岩板材用蒸馏水清洗干净后，放入烘箱中在100°c烘120min后；将石材取出浸没在三聚氰胺水溶液中(调节水溶液的温度60°C )，并浸溃30min。
[0014](2)重复烘干和浸溃操作5次。
[0015](3)将步骤⑵中的石板材取出，晾干，放入马弗炉中，在高纯氮气保护下，以3°C的升温速率升温至500°C，并保温lh，自然冷却至室温，即制得所述的固载石墨相氮化碳功能性石板材。
[0016]所制得的花岗岩板材表面接触角127°。
[0017]实施例3
一种固载石墨相氮化碳功能性石板材的制备方法，具体的制备步骤如下:
(1)将大理石板材用蒸馏水清洗干净后，放入烘箱中在150°C烘SOmin后；将石材取出浸没在二氰二胺和三聚氰胺混合物的水溶液中(调节水溶液的温度50°C )，并浸溃50min。
[0018](2)重复烘干和浸溃操作3次。
[0019](3)将步骤⑵中的石板材取出，晾干，放入马弗炉中，在高纯氮气保护下，以6°C的升温速率升温至480°C，并保温2h，自然冷却至室温，即制得所述的固载石墨相氮化碳功能性石板材。
[0020]所制得的大理石板材表面接触角110°。
[0021]实施例4
福州市某商品房装修中，在两间大小相近的卧室，分别采用固载石墨相氮化碳功能性石板材和固载石墨相氮化碳功能性石板材铺地板。装修完后经过一段时间UtlU1U2)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石板材装修的房间，甲醛、苯的浓度比采用未固载石墨相氮化碳功能性石板材装修的房间浓度低。表1为经过不同时间取样检测采用该技术处理过的石板材装修的房间甲醛浓度(C1 ￥S)和苯浓度(cl￥)，与采用固载石墨相氮化碳功能性石板材装修房间甲醛浓度(Ccito)和苯浓度(Cc^)的对比数据。
[0022]表1采用两种石板材装修的房间甲醛和苯浓度对比
【权利要求】
1.一种固载石墨相氮化碳功能性石板材的制备方法，其特征在于:包括以下步骤: (1)将石材板用蒸馏水清洗干净后，100-180°c烘60-120min，取出石材板，浸没在二氰二胺、三聚氰胺中的一种或两种的水溶液中，调节水溶液的温度高于40°C，并浸溃30~60min ； (2)重复烘干和浸溃操作2飞次； (3)将步骤(2)中的石板材取出，晾干，放入马弗炉中，在高纯氮气保护下，以2-6°C的升温速率升温至40(T50(TC，并保温l_3h，自然冷却至室温，即制得所述的固载石墨相氮化碳功能性石板材。
2.根据权利要求1所述的固载石墨相氮化碳功能性石板材的制备方法，其特征在于:所述的石材板包括大理石 板材和花岗岩板材。
3.—种如权利要求1所述的方法制得的固载石墨相氮化碳功能性石板材。
【文档编号】C04B41/50GK103755383SQ201410033937
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年1月24日 优先权日:2014年1月24日
【发明者】陈孝云, 陈星 , 陆东芳, 卢燕凤, 高骁敏, 常鼎伟 申请人:福建农林大学