专利名称：电气石/二氧化钛复合溶胶及其制备方法与用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及溶胶凝胶技术，具体为一种电气石/二氧化钛复合溶胶及其制备方法与用途技术。国际专利主分类号拟为Int.Cl7C01B 015/00、C01G023/047。
背景技术：
1972年日本藤岛昭(Fujishima)等报道二氧化钛(TiO2)电极上光电解水现象以来，在纳米半导体TiO2材料的制备、结构、性能，以及光催化理论等方面国内外进行了深入的研究，发现TiO2及其复合材料在环保领域具有十分广阔的应用前景，将成为21世纪利用太阳能净化环境的一次新技术革命。
但由于半导体TiO2的能带带隙Eg＝3.2eV，仅能吸收利用波长小于387.5nm的紫外线部分，光生电子和空穴再复合率较高，致使太阳能利用率和量子效率低，工业应用受到极大限制。为此，国内外科学家围绕如何实现可见光条件下的高效光催化技术主题开展了大量探索工作。如(1)采用离子注入法在TiO2中掺入Ce、Pr、Fe等稀土或过渡金属元素，以便在能带中增加新的表面能级，扩大光催化反应的波长吸收范围，实现可见光光催化；(2)在TiO2表面负载Cu、Ag、Pt、Au等金属元素，以减少电子与空穴的复合，提高光催化量子效率；(3)利用Na、Mg、Al等不同价态元素掺杂生产金红石型TiO2，实现在550nm光波下的光催化效应。例如，日本丰田中央研究所研制的TiO2-XNX薄膜，就可以吸收520nm波长的光。以上方法中，(1)、(3)方法的工艺复杂；方法(2)制备的材料抗光氧化能力差。
此外，微波辅助光催化、电场协助光催化等技术，也能够大幅度提高光催化效率。尤其是有电场参与的光催化反应能够将光催化效率提高3倍以上。电场协助光催化技术通常把TiO2做成膜电极，并对该膜电极施加数十到数百毫伏的阳极偏压，致使光生电子更易离开催化剂表面，从而提高光催化效率。
布特菲尔德(Butterfield)等人把TiO2做成膜电极，发现光催化效率得到明显提高。但由于该体系是二维特性的膜电极体系，受膜电极单位活性面积的限制，在技术上很难大幅度提高降解率，实际应用受到一定限制(见文献《水处理》(Water Research)，1997，31(3)675)。
吴合进等人将二维体系扩展到三维体系，即借助于立体电极的概念，用三维TiO2立体电极来取代平板电极，让反应液通过由颗粒状TiO2光催化剂和阳极送电板组成的光电组合催化床体系，以强化实现电场协助的光催化反应过程，称之为光电组合催化或增强型电场协助光催化(简称EEAPC，EnhancedElectro-Assisted Photocatalysis)。事实上，光催化剂的光生电子和光生空穴重结合与界面间电荷转移的竞争是影响光催化量子效率的关键因素之一，界面电荷转移速率常数的增加，将导致光催化反应量子效率的增加。对于普通光催化反应，催化剂表面吸附的分子氧接受光生电子变成O-2，在闪光光解实验中被证明是慢步骤，使得在界面电荷的竞争中处于劣势。而当光催化剂周围存在着强电场时，能够实现光生电子的定向界面转移，有效限制光生电子和光生空穴重结合，从而提高光催化反应量子效率。吴合进等人研究还发现，在相同的反应条件下，电解反应和光催化反应中苯酚的降解率分别为10％和33.6％，而光电组合催化过程中苯酚的降解率为82.8％，存在明显的协同作用。产生这种协同作用的主要原因是，阳极偏压可有效地减少光生电子和光生空穴的重结合，电解水反应也可有效地为光催化反应提供氧源。对实际工业废水处理的小试实验表明，普通光催化COD(化学需氧量)去除率为10％，脱色率为20％；在电场单独作用下，COD的去除率为18％，脱色率为15％；在EEAPC的作用下，COD的去除率可高达到80％，脱色率为90％(见文献《催化学报》，2000，21(9)399-403)。
上述的电场协助光催化反应，是以消耗电能为代价的，虽然在一些专用或特殊场合具有一定优势，但是如果应用此技术开发普通产品，如室内空气净化功能建材等，尚不实际。
电气石(Tourmaline)是一种由Al、Na、Ca、Mg、B和Fe等元素组成的含水、氟等元素的环状硅酸盐晶体矿物。其富含挥发组分硼和水，大多属于气成矿物，多产于伟晶岩及气成热液矿床中。电气石矿物的化学成分非常复杂，其通式可表示为XY3Z6Si6O18(BO3)3W4，式中，X＝Na、Ca、K、口(空位)，Y＝Mg2+、Fe2+、Mn2+、Al、Fe3+、Mn3+、Li，Z＝Al、Fe3+、Cr3+、Mg，W＝OH、F、O。X，Y，Z三位置的原子或离子种类不同会影响电气石的颜色。1969年巴顿(Barton)发现了电气石结构的绝对方向，即电气石结构中硅氧四面体的顶角氧原子指向同一方向——电气石的正极(analogouspole)，确定了电气石的空间群属三方晶系，C3v5--R3m群。所以，电气石为异极性矿物，c轴为三重对称轴，垂直于c轴无对称轴和对称面，也无对称中心。十九世纪发现电气石沿c轴存在压电和热释电效应。日本学者库泊(T.Kubo)于20世纪80年代末利用铜离子吸附实验证明了电气石自发电极的存在。冀志江博士、梁金生教授利用扫描电镜和电子探针电子束的轰击成像技术直接观测到了电气石颗粒的静电吸引与排斥、电偶极的存在(见文献《ChinesePhysics》，2003，12(2)222-225)。电气石自身带有永久性电极，能够被看作为一对电偶极子，电极的电场强度大约为107V/m。静电场随着远离中心迅速减弱，可按如下公式计算Er＝(2/3)E0(a/r)3，a为电气石微粒半径，r为距中心的距离。由此可知，在电气石表面厚度十几微米范围内存在107(最高值)～104V/m的高电场，因此具有很强的吸附电子能力。
对电气石逐步深入的理论研究和大量实验研究证明，其具有天然电极性、热电性、压电性、辐射波长4～14μm远红外线性能和释放负离子性能，在健康环保材料领域应具有广阔的开发应用前景。我国电气石资源十分丰富，在河北、新疆、内蒙古和云南等地都发现了大量的电气石资源，具有很好的市场开发前景和竞争优势。
美国6267944号专利提供了一种含有电气石和磁性矿物材料的二氧化钛薄膜的制备方法。该方法所述二氧化钛溶胶的主要制备材料及配比为钛溶胶(PTX，0.85wt％)，硅溶胶(1-5％)，蕃椒油(0.01-15％)，磁铁矿(10-40％)，电气石(0.5-15％)。其主要制备工艺为将硅溶胶、蕃椒油、磁铁矿、电气石进行混合，用去离子水稀释，然后和钛溶胶混合，在大于80℃的情况下加热。利用该法所制得的二氧化钛材料可以在各种基材上制备钛膜，所得钛薄膜具有一定的抗菌防霉和光催化分解有机物的功能。但是该方法所需原料种类较多，电气石等昂贵原料使用量大，钛溶胶和硅溶胶均由市场购置，受限制较大，成本较高。薄膜中钛含量低，主要是针对在光源较弱的条件下应用，相对光催化分解有机物的能力较弱。薄膜中的电气石粉料含量高，导致薄膜牢固性差。此外，该溶胶中所用的抗菌剂蕃椒油为有机抗菌剂，寿命较短，产品功效也不能持久。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明主要解决的技术问题是提供一种低成本、多功能，且服役时功能性稳定、寿命长的电气石/二氧化钛复合溶胶；同时提供一种该溶胶的制备方法，该方法工艺简单，使用设备少，成本低廉；同时也给出了该溶胶的主要用途，即将所述的电气石/二氧化钛复合溶胶用无水乙醇稀释1-20倍，制成镀膜液；直接简便地采用浸渍提拉、喷涂等常规镀膜方法，在各种形状的金属、陶瓷、玻璃等基材或产品表面镀膜；还可以将所述的电气石/二氧化钛复合溶胶用无水乙醇稀释1-20倍，制成喷涂液；直接喷涂于天花板以及建筑墙体、各类交通工具的内外表面，赋予其净化空气、释放负离子和辐射远红外线等多种功能。
本发明解决复合溶胶技术问题的技术方案是设计一种电气石/二氧化钛复合溶胶，其原料和投料质量份数为钛盐 5-15％；无水乙醇 60-88％；有机酸3-13％；无机酸2-15％；去离子水 0.5-1.5％；电气石0.001-3％，所述的钛盐是指钛酸丁酯、钛酸甲酯、四氯化钛、硫酸氧钛中的任一种；所述的有机酸是指醋酸、草酸、甲酸、苯磺酸中的任一种；所述的无机酸是指浓硫酸、浓硝酸、浓盐酸中的任一种；所述的电气石是指铁电气石、锂电气石、镁电气石中的一种或几种。
本发明解决所述方法技术问题的技术方案是先将所述质量份数的钛盐、有机酸、电气石和一半所述质量份数的无水乙醇混合搅拌1-2h，然后在强烈搅拌的同时，向所得悬浮液中滴加所述质量份数的去离子水和另一半所述质量份数的无水乙醇的混合溶液，滴加时间为0.5-1h，尔后持续搅拌2-4h，最后加入所述质量份数的无机酸，再连续搅拌0.5-1h，即可制得所述的电气石/二氧化钛复合溶胶。
本发明将电气石的天然强电极性和TiO2的光催化强氧化性有机结合，利用电气石的天然强电场来牢固地将由紫外线照射TiO2膜而激发生成的光生电子捕获，从而避免光生电子和光生空穴的重新复合，提高光生空穴的利用率，也即大大提高了光催化反应效率，赋予电气石/TiO2复合薄膜超强的光催化氧化能力。
与现有技术相比，本发明电气石/二氧化钛复合溶胶的配方中没有磁粉，电气石含量较少，组方经济，且产品功能稳定持久，使用寿命延长；本发明方法不仅制备工艺简单，使用设备少，成本低廉，而且在薄膜中可形成二氧化钛的微孔空心球结构，提高了薄膜对有机物的分解能力，同时也提供了更多的光催化活性位，即利用电气石的自身电场来捕捉二氧化钛的光生电子，避免了光生孔穴和电子的再复合，从而增加了光催化活性；本发明产品的直接和间接用途广泛，适应性强，与传统技术方法兼容，工业化使用没有障碍；此外，本发明中的电气石/二氧化钛复合溶胶还具有辐射红外线，释放负离子，降低和活化水分子团等多种功能，实现了电气石/二氧化钛复合材料的健康环保多功能一体化。
图1为本发明电气石/TiO2复合溶胶的一种实施例8在铜基表面镀膜的扫描电子显微分析照片；图中的空心球簇由簇内部的电气石颗粒和表面的TiO2空心球构成；图2为本发明电气石/TiO2复合溶胶的一种实施例1在铜基表面镀膜中电气石颗粒表面的扫描电子显微分析照片；图中空心球结构组成为TiO2；图3为本发明电气石/TiO2复合溶胶的一种实施例1在玻璃基表面镀膜中电气石颗粒表面的扫描电子显微分析照片；图4为本发明电气石/TiO2复合溶胶的一种实施例1以及不含电气石的普通TiO2溶胶在铜基表面的镀膜对甲基橙的光催化降解率曲线；曲线1--TiO2膜；曲线2--电气石/TiO2复合薄膜。
具体实施例方式
下面结合实施例及其附图进一步说明本发明本发明所述的电气石/TiO2复合溶胶的原料和投料质量份数为钛盐5-15％；无水乙醇60-88％；有机酸3-13％；无机酸2-15％；去离子水0.5-1.5％；电气石0.001-3％；所述的钛盐，可以是有机钛酸酯和无机钛盐中的任一种，例如钛酸乙酯、钛酸丁酯、钛酸甲酯、四氯化钛、硫酸氧钛等中的任一种，本发明实施例首选钛酸丁酯；所述的有机酸可以是醋酸、草酸、甲酸、苯磺酸等中的任一种，本发明实施例首选醋酸；所述的无机酸可以是浓硫酸、浓硝酸、浓盐酸等中的任一种，本发明实施例首选浓盐酸；所述的电气石可以是铁电气石、锂电气石、镁电气石等中的一种或几种；本发明实施例首选铁电气石，即天然黑色电气石。
本发明所述的电气石/TiO2复合溶胶原料钛盐、有机酸和无机酸，之所以首选钛酸丁酯、醋酸和浓盐酸，是因为钛酸丁酯和其他钛盐相比水解的剧烈程度相对较弱，更容易控制，有利于实现工业化应用；而醋酸能够和钛酸丁酯鳌合，生成较稳定的鳌合大分子团，控制水解速度；浓盐酸对TiO2胶粒具有解胶的作用，不仅可以用来控制TiO2胶粒的大小，还可以提高TiO2溶胶的稳定性。本发明所述的电气石/TiO2复合溶胶原料电气石之所以首选铁电气石，即天然黑色电气石，是因为铁电气石具有更强的压电性和热电性，辐射远红线的能力较强，此外来源较为广泛，也有利于实现工业化应用。
本发明的进一步特征在于所述的原料和投料质量优选份数为钛盐8-12％；无水乙醇70-81％；有机酸5-9％；无机酸5-10％；去离子水0.7-1.2％；电气石0.01-1％。
本发明所述的电气石/TiO2复合溶胶的进一步特征还在于，所述的原料组份电气石是经过提纯和超细粉碎的电气石，其纯度不小于9O％(重量比)，平均粒径不大于5μm。这种设计是为了能够更好的和TiO2溶胶相复合，提供更强的天然永久电场，提高辐射红外线和生成空气负离子的能力，并加大比表面积。
本发明所述的电气石/TiO2复合溶胶投料的质量份数是经过对光催化、辐射远红外线、生成负离子等功能，以及稳定性、溶胶粘度、胶粒粒度等性能进行综合研究而设计确定的。本发明所述电气石/TiO2复合溶胶主要原料中钛盐的投料质量份数设计为5-15％，当其小于5％时，由于钛含量较低，会影响应用过程中的光催化效果，降低和电气石的复合功能作用；反之，当超过15％时，制胶过程不容易控制，同时也会因钛过多，导致产品在应用过程中容易开裂，并且因电气石表面覆盖过厚的钛膜，影响了产品辐射红外线和产生负离子的能力。电气石的投料质量份数设计为0.001-3％，主要考虑了实际应用价值和原料成本，当电气石的投料质量份数低于0.001％时，在实际应用过程中会影响薄膜的光催化、辐射远红外线和产生负离子的能力；当电气石投料质量份数超过3％时，一方面，对电气石/TiO2复合溶胶薄膜的成膜性和牢固性都会产生负面影响，另一方面过大电气石的投放量，对提高复合薄膜的功能并不能产生很大的作用，反而会因此增加原料成本，不经济。
本发明所述的电气石/TiO2复合溶胶的制备方法的特征在于先将所述质量份数的钛盐、有机酸、电气石和一半所述质量份数的无水乙醇混合搅拌1-2h，然后在强烈搅拌的同时，向所得悬浮液中滴加所述质量份数的去离子水和另一半所述质量份数的无水乙醇的混合溶液，滴加时间为0.5-1h，尔后持续搅拌2-4h，最后加入所述质量份数的无机酸，再连续搅拌0.5-1h，即可制得所述的电气石/TiO2复合溶胶。
本发明所述电气石/TiO2复合溶胶用途的进一步特征在于，将所述的电气石/TiO2复合溶胶用无水乙醇稀释1-20倍，制成镀膜液；然后直接采用浸渍提拉、喷涂等常规镀膜方法在金属、陶瓷、玻璃等材料或产品表面上镀膜，尔后自然干燥至表干，再在250-800℃恒温下烘烤2-4h，即可在所述的材料或产品得到牢固的功能镀膜。该方法可以用来制备具有空气净化、释放负离子和辐射红外线的装饰瓷砖、净化空气用的过滤材料等；也可以制成不同基材的能够活化水、降低水分子团的饮水机用水活化网等；还可以将所述的电气石/二氧化钛复合溶胶用无水乙醇稀释1-20倍，制成喷涂液；将喷涂液直接喷涂于天花板以及建筑墙体、各类交通工具的内外表面，赋予其净化空气、释放负离子和辐射远红外线等多种功能。
下面给出本发明的具体实施例实施例1将0.2g铁电气石(平均粒径为1.2μm、纯度为96.3％)，10g钛酸四丁酯，38g无水乙醇和7g醋酸混合并连续搅拌1h，然后在强烈搅拌的同时，将38g无水乙醇和1.0g去离子水的混合溶液缓慢滴加到上述悬浮液中，约30min滴加完毕，再持续搅拌2h，最后加入8g浓盐酸，继续搅拌1h后，即可得到本发明电气石/TiO2复合溶胶。
用上述方法制得的电气石/TiO2复合溶胶性能稳定，密封储存1年不变质，粘度在30s左右，便于采用喷涂、旋涂、浸渍提拉等多种传统镀膜或喷涂方法。
实施例2将0.001g铁电气石(平均粒径为1.2μm、纯度为99.0％)，5g钛酸四丁酯，40g无水乙醇和7g醋酸混合并连续搅拌1h，然后在强烈搅拌的同时，将40g无水乙醇和0.6g去离子水的混合溶液缓慢滴加到上述悬浮液中，约30min滴加完毕，再持续搅拌2h，最后加入6g浓盐酸，继续搅拌1h后，即可得到本发明电气石/TiO2复合溶胶。
用上述方法制得的电气石/TiO2复合溶胶性能稳定，密封储存1年不变质，粘度在40s左右，便于采用喷涂、旋涂、浸渍提拉等多种传统镀膜或喷涂方法。
实施例3将0.1g锂电气石(平均粒径为5μm、纯度为96.0％)，10g钛酸四丁酯，38g无水乙醇和7g醋酸混合并连续搅拌1h，然后在强烈搅拌的同时，将38g无水乙醇和1.2g去离子水的混合溶液缓慢滴加到上述悬浮液中，约30min滴加完毕，再持续搅拌2h，最后加入10g浓盐酸，继续搅拌1h后，即可得到本发明电气石/TiO2复合溶胶。
用上述方法制得的电气石/TiO2复合溶胶性能稳定，密封储存1年不变质，粘度在40s左右，便于采用喷涂、旋涂、浸渍提拉等多种传统镀膜或喷涂方法。
实施例4将0.2g镁电气石(平均粒径为6.3μm、纯度为96.3％)，12g钛酸四丁酯，39g无水乙醇和10g醋酸混合并连续搅拌1.5h，然后在强烈搅拌的同时，将39g无水乙醇和1.3g去离子水的混合溶液缓慢滴加到上述悬浮液中，约50min滴加完毕，再持续搅拌3h，最后加入8g浓盐酸，继续搅拌1h后，即可得到本发明电气石/TiO2复合溶胶。
实施例5将0.5g锂镁电气石(平均粒径为1.2μm、纯度为99％)，14g钛酸四丁酯，41g无水乙醇和12g醋酸混合并连续搅拌1.5h，然后在强烈搅拌的同时，将41g无水乙醇和1.2g去离子水的混合溶液缓慢滴加到上述悬浮液中，约50min滴加完毕，再持续搅拌3h，最后加入14g浓盐酸，继续搅拌1h后，即可得到本发明电气石/TiO2复合溶胶。
实施例6将2g铁电气石(最大粒径1.2μm、纯度为95％)，14g钛酸四丁酯，42g无水乙醇和12g醋酸混合并连续搅拌1.5h，然后在强烈搅拌的同时，将42g无水乙醇和1.2g去离子水的混合溶液缓慢滴加到上述悬浮液中，约50min滴加完毕，再持续搅拌3h，最后加入14g浓盐酸，继续搅拌1h后，即可得到本发明电气石/TiO2复合溶胶。
实施例7将铁电气石1g(平均粒径为1.2μm、纯度为96.3％)，镁电气石1.2g(平均粒径为6.3μm、纯度为96.3％)，锂电气石0.8g(平均粒径为5μm、纯度为96.0％)，15g钛酸四丁酯，42g无水乙醇和12g醋酸混合并连续搅拌2h，然后在强烈搅拌的同时，将42g无水乙醇和1.2g去离子水的混合溶液缓慢滴加到上述悬浮液中，约60min滴加完毕，再持续搅拌3h，最后加入14g浓盐酸，继续搅拌1h后，即可得到本发明电气石/TiO2复合溶胶。
实施例8裁取5cm×5cm普通紫铜网为试样，用浓度为5％的盐酸清除表面氧化铜，再用去离子水冲洗干净，然后使用实施例1所述复合溶胶，采用提拉法给所述的紫铜网镀膜，镀膜后在250℃恒温下干燥3h，可得到负载电气石/TiO2复合膜的紫铜网。
裁取2cm×5cm普通玻璃片，用洗涤剂和去离子水将玻璃表面洗涤干净，然后使用实施例1所述复合溶胶，采用提拉法给所述的玻璃片镀膜，镀膜后在600℃下恒温3h，可得到负载电气石/TiO2复合膜的功能玻璃片。
应用上述方法制得的电气石/TiO2复合膜(参见图1，2，3和4所示)，具有较大的比表面积，能够提供丰富的反应活性位；具有较强的吸附能力，增加了有机反应物在其表面的吸附量，能使反应物和TiO2更充分地接触，提高了反应活性位的利用率，同时还具有较高的远红外辐射率和生成空气负离子的能力。
实施例9首先对实施例2所述复合溶胶用乙醇进行5倍稀释，裁取普通5×5cm紫铜网，用浓度为5％的盐酸清除表面氧化铜，用去离子水冲洗干净，然后在实施例2所述复合溶胶的稀释液中采用提拉法镀膜，最后250℃下恒温3h，可得到牢固的电气石/TiO2复合纳米膜镀膜的紫铜网。
裁取2×5cm普通玻璃片，用洗涤剂和去离子水将玻璃表面洗涤干净，然后在实施例2所述复合溶胶的稀释液中采用提拉法镀膜，最后500℃恒温3h，可得到负载电气石/TiO2复合膜的功能玻璃片。
相对实施例8，本例薄膜的光催化性能较弱，接近为实施例8光催化能力的91％。其他性能相近。
实施例10首先对实施例3所述复合溶胶用乙醇进行10倍稀释，裁取普通5×5cm紫铜网，用浓度为5％的盐酸清除表面氧化铜，用去离子水冲洗干净，然后在实施例3所述复合溶胶的稀释液中采用提拉法镀膜，最后300℃下恒温3h，可得到负载电气石/TiO2复合膜的功能紫铜网。
裁取2×5cm普通玻璃片，用洗涤剂和去离子水将玻璃表面洗涤干净，然后在实施例3所述复合溶胶的稀释液中采用提拉法镀膜，最后700℃下恒温3h，可得到负载电气石/TiO2复合膜的功能玻璃片。
实施例11
首先对实施例3所述复合溶胶用乙醇进行20倍稀释，裁取普通5×5cm紫铜网，用浓度为5％的盐酸清除表面氧化铜，用去离子水冲洗干净，然后在实施例3所述复合溶胶的稀释液中采用提拉法镀膜，最后300℃恒温3h，得到负载电气石/TiO2复合膜的功能紫铜网。
裁取2×5cm普通玻璃片，用洗涤剂和去离子水将玻璃表面洗涤干净，然后在实施例3所述复合溶胶的稀释液中采用提拉法镀膜，最后700℃下恒温3h，得到负载电气石/TiO2复合膜的功能玻璃片。
实施例12首先对实施例4所述复合溶胶用乙醇进行20倍稀释，裁取普通5×5cm紫铜网，用浓度为5％的盐酸清除表面氧化铜，用去离子水冲洗干净，然后在实施例4所述复合溶胶的稀释液中采用提拉法镀膜，最后300℃恒温3h，得到负载电气石/TiO2复合膜的功能紫铜网。
裁取2×5cm普通玻璃片，用洗涤剂和去离子水将玻璃表面洗涤干净，然后在实施例4所述复合溶胶的稀释液中采用提拉法镀膜，最后700℃恒温3h，得到牢固的电气石/TiO2复合膜的功能玻璃片。
权利要求
1.一种电气石/二氧化钛复合溶胶，其原料和投料质量份数为钛盐 5-15％；无水乙醇 60-88％；有机酸3-13％；无机酸2-15％；去离子水 0.5-1.5％；电气 0.001-3％，所述的钛盐是指钛酸丁酯、钛酸甲酯、四氯化钛、硫酸氧钛中的任一种；所述的有机酸是指醋酸、草酸、甲酸、苯磺酸中的任一种；所述的无机酸是指浓硫酸、浓硝酸、浓盐酸中的任一种；所述的电气石是指铁电气石、锂电气石、镁电气石中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的电气石/二氧化钛复合溶胶，其特征在于所述的原料和投料质量份数为钛盐 8-12％；无水乙醇 70-81％；有机酸 5-9％；无机酸 5-10％；去离子水 0.7-1.2％；电气石 0.01-1％，其中，所述的钛盐首选钛酸丁酯；有机酸首选醋酸；无机酸首选浓盐酸；所述的电气石首选铁电气石。
3.根据权利要求1、2所述的电气石/二氧化钛复合溶胶，其特征在于所述的电气石是指经过提纯和超细粉碎加工的电气石，其纯度不低于90％(重量比)，平均粒径不大于5μm。
4.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的电气石/二氧化钛复合溶胶的制备方法，其特征在于先将所述质量份数的钛盐、有机酸、电气石和一半所述质量份数的无水乙醇混合搅拌1-2h，然后在强烈搅拌的同时，向所得悬浮液中滴加所述质量份数的去离子水和另一半所述质量份数的无水乙醇的混合溶液，滴加时间为0.5-1h，然后持续搅拌2-4h，最后加入所述质量份数的无机酸，再连续搅拌0.5-1h，即可制得所述的电气石/二氧化钛复合溶胶。
5.根据权利要求书1、2或3所述的电气石/二氧化钛复合溶胶的用途，其特征在于将所述的电气石/二氧化钛复合溶胶用无水乙醇稀释1-20倍，制成镀膜液；然后直接采用浸渍提拉、喷涂等常规镀膜方法在金属、陶瓷、玻璃等材料或产品表面上镀膜，尔后自然干燥至表干，再在250-800℃恒温2-4h，即可在所述的材料或产品表面得到牢固的功能膜。
6.根据权利要求书5所述的电气石/二氧化钛复合溶胶的用途，其特征在于采用喷涂、旋涂、浸渍提拉等常规方法制备具有空气净化、释放负离子和辐射远红外线的装饰瓷砖、净化空气用的过滤材料，以及制成不同基材的能够活化水、降低水分子团的饮水机用水活化网。
7.根据权利要求书1、2或3所述的电气石/二氧化钛复合溶胶的另一用途，其特征在于将所述的电气石/二氧化钛复合溶胶用无水乙醇稀释1-20倍，制成喷涂液；把喷涂液直接喷涂于天花板以及建筑墙体、各类交通工具的内外表面。
全文摘要
本发明涉及一种电气石/二氧化钛复合溶胶，其原料和投料质量份数为钛盐5－15％；无水乙醇60－88％；有机酸3－13％；无机酸2－15％；去离子水0.5－1.5％；电气石0.001－3％，钛盐是指钛酸丁酯、钛酸甲酯、四氯化钛、硫酸氧钛中的任一种；有机酸是指醋酸、草酸、甲酸、苯磺酸中的任一种；无机酸是指浓硫酸、浓硝酸、浓盐酸中的任一种；电气石是指铁电气石、锂电气石、镁电气石中的一种或几种。本发明方法是先将钛盐、有机酸、电气石和一半无水乙醇混合搅拌1－2h，在搅拌同时，向所得悬浮液中滴加去离子水和另一半无水乙醇的混合溶液，滴加时间0.5－1h，尔后持续搅拌2－4h，最后加入无机酸，再连续搅拌0.5－1h即得所述复合溶胶。
文档编号C01B15/00GK1522954SQ03144258
公开日2004年8月25日 申请日期2003年9月10日 优先权日2003年9月10日
发明者梁金生, 梁广川, 冯艳文, 梁秀红 申请人:河北工业大学