专利名称：一种二氧化钛光催化薄膜的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种二氧化钛光催化薄膜的制备方法，特别是具有纳米晶结构的二氧化钛光催化薄膜制备方法。
现有制备二氧化钛光催化薄膜的方法，大多采用物理化学气相沉积、溶胶凝胶的方法，如董昊、张永熙等《自流反应磁控溅射制备二氧化钛薄膜的光催化性研究》，《真空科学与技术》，2000年7月；徐明霞、徐廷献、刘宁《由TiOSO4水界-沉淀制备TiO2薄膜》，《硅酸盐学报》，1997年4月。这些方法虽也可制备二氧化钛光催化薄膜，但还存在着制备成本高、尺寸受限制、薄膜的均匀性差以及难以连续化生产之不足。
本发明的目的是提供一种二氧化钛光催化薄膜的制备方法，它具有纳米晶结构，且催化活性高、工艺简单、制造成本低、不受尺寸限制以及薄膜的均匀性好之优点。
为实现上述目的，本发明是这样实现的用工业纯钛板或钛箔材置于电介质溶液中作为电解池的一个电极，用另一个钛板作对电极，通直流或交流电，控制电压及溶液温度，并保持一定时间，进行电化学氧化处理后获得生长在钛基材上的非晶态二氧化钛薄膜，然后进行控制温度和时间的加热晶化处理，获得纳米晶结构的二氧化钛光催化薄膜。
本发明由于采用上述电化学的方法，使制备二氧化钛光催化薄膜的工艺简单、制造成本低和不受尺寸限制，并可实现连续化生产；所制备出的二氧化钛光催化薄膜是纳米晶结构，具有较好的均匀性和较高的催化活性，可进一步开发成制造空气、水净化器、抗菌卫生洁具及具有净化环境功能的绿色建材。此外，所制得的二氧化钛光催化薄膜是直接生长在金属钛板或钛箔上，与粉体二氧化钛光催化材料作光催化剂应用时相比，具有不易团聚及不需再固定于其它载体上的优点，更有利于进一步制作光催化净化器件。
下面给出本发明的实施例及制备流程框图，并作进一步说明
图1是本发明的制备流程框图。
按图1所示，工业纯钛板或钛箔1经去油清洗器2清洗后，放入可控温的电解槽3内，电解槽3内的溶液由磷酸钠水溶液组成，磷酸钠浓度为30-60wt％，溶液温度控制在20-40℃，在钛板或钛箔1与对电极之间加一交流或直流电压(如通直流电时，以被处理钛板或钛箔1作阳极，以不绣钢或其它惰性金属作阴极)，电压控制在50-80V，经保持5分钟-2小时后，断电取出用自来水清洗，经自然干燥，再放入加热炉4进行晶化热处理，控制加热炉4的温度在150-300℃，保温5-10小时，取出在空气中自然冷却，即可得到二氧化钛光催化薄膜。所制得的二氧化钛光催化薄膜，相结构为锐钛矿相或锐钛矿与金红石混合相，其相结构可由晶化处理时的加热温度控制，温度偏高时可得到锐钛矿与金红石混合相，温度偏低时可得到纯锐钛矿相，其晶粒直径在1-20纳米，属纳米晶结构。上述较理想的参数是磷酸钠浓度为40wt％，溶液温度控制在40℃，在钛板或钛箔1与对电极之间加80V电压，经保持1小时，控制加热炉4的温度在200℃，保温10小时。
权利要求
1.一种二氧化钛光催化薄膜的制备方法，包括去油清洗器2、电解槽3、加热炉4，其特征在于工业纯钛板或钛箔1经去油清洗器2清洗后，放入电解槽3内，电解槽3内的溶液由磷酸钠水溶液组成，磷酸钠浓度为30-60wt％，溶液温度控制在20-40℃，在钛板或钛箔1与对电极之间加50-80V电压，经保持5分钟-2小时后，取出用水清洗，经自然干燥，再放入加热炉4进行晶化热处理，控制加热炉4的温度在150-300℃，保温5-10小时，取出在空气中自然冷却。
2.据权利要求1所述的一种二氧化钛光催化薄膜的制备方法，其特征在于磷酸钠浓度为40wt％，溶液温度控制在40℃，在钛板或钛箔1与对电极之间加80V电压，经保持1小时，控制加热炉4的温度在200℃，保温10小时。
全文摘要
本发明公开了一种二氧化钛光催化薄膜的制备方法,特别是具有纳米晶结构的二氧化钛光催化薄膜制备方法。本发明是用工业纯钛板或钛箔置于电介质溶液中作为电解池的一个电极,用另一个钛板作对电极,进行电化学氧化处理即获得生长在钛基材上的非晶态二氧化钛薄膜,然后进行加热晶化处理,获得纳米晶结构的二氧化钛光催化薄膜。本发明的优点是:工艺简单、成本低和不受尺寸限制,并具有较好的均匀性和较高的催化活性。
文档编号B01J21/06GK1386916SQ0111289
公开日2002年12月25日 申请日期2001年5月17日 优先权日2001年5月17日
发明者沈嘉年, 宋江江, 李凌峰 申请人:上海大学