CN101067207A - 光催化自洁搪瓷的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种光催化自洁搪瓷的制备方法，包括步骤：(1)根据面釉配方组成，将各种成分换算成石英，长石，硼砂，二氧化钛，纯碱，冰晶，称量混合，放入坩埚，熔化好后投入水中淬冷，捞出烘干制得搪瓷熔块；(2)混合搪瓷熔块、按粘土、电介质、和去离子水，研磨，过筛烘干；(3)除锈和除油污的钢板或铸铁，烘干，用浸搪方式对钢板或铸铁板涂搪瓷釉，烘干，烧制得搪瓷基板；(4)采用浸涂法，将已涂搪瓷的基板浸在二氧化钛胶体溶液，垂直提拉后，烘干，烧结，制成具有二氧化钛薄膜的搪瓷基板。本发明工艺简单，生产成本低，制得的光催化自洁搪瓷材料具有优良的光催化性能和化学稳定性。
Description
技术领域
本发明属搪瓷制作，特别是涉及一种光催化自洁搪瓷的制备方法。
背景技术
自1972年发现二氧化钛具有光催化性能以来，由于具有高的光催化性能、优良的化学稳定性、成本低和无毒性等优点，已广泛用于污染物降价、杀菌和环境保护等。
二氧化钛在紫外光或阳光中紫外线照射下，会产生较多的自由电子，自由基和空穴，它们有很好地氧化还原能力，能杀菌、降解有机物，消除汽车尾气中或空气中的氮氧化物、硫化物、一氧化碳等，也可降解废水中的有机物。二氧化钛自身对人体无毒无害、耐碱耐酸，是环境友好材料。
目前，钢板搪瓷已广泛用于建筑物的内外装饰、地铁车站的装饰、底下隧道的装饰，以及搪瓷热水器和搪瓷容器等，如果这些具有光催化自洁性能不仅可以减少清洁时的工作强度，而且还利于环境清洁和环境保护。但至今还未见有关具有光催化自洁性能的搪瓷报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有光催化自洁性能的搪瓷材料的制备方法。本发明通过制得具有搪瓷层和二氧化钛薄膜层的复合材料，它在紫外照射下，具有催化自洁表面材料功能。该方法操作简便、生产成本低，制作的搪瓷材料催化强和化学性能稳定等特点。
本发明的一种光催化自洁性能搪瓷制备方法，包括下列步骤：
(1)根据面釉配方组成，将各种成分换算成石英，长石，硼砂，二氧化钛，纯碱，冰晶，称量混合，放入坩埚中，在1200～1300℃下进行熔化，熔化好后投入水中淬冷，捞出烘干制得搪瓷熔块；
(2)混合搪瓷熔块、按粘土、电介质、和去离子水，球磨、研磨1～2个小时后，过筛烘干备用；
(3)取钢板或铸铁，进行除锈和除油污处理，烘干，用浸搪方式对钢板涂搪瓷釉，然后在80～100℃烘干，在840～860℃烧制得搪瓷基板；
(4)采用浸涂法，将搪瓷基板浸在二氧化钛胶体溶液，垂直提拉后，80-90℃烘干30-40分钟，350-450℃烧结1-2小时，制成具有二氧化钛薄膜的搪瓷基板；
(5)重复(4)程序可以制得多层二氧化钛薄膜的搪瓷基板。
所述的面釉配方组成是指SiO2 40.0～68.0，Al2O3 1.0～3.0，B2O3 15.0～20.0，TiO216.0～20.0，K2O 1.0～5.0，Na2O 5.0～10.0，Na2SiF6 3.0～8.0(重量百分比含量)；
所述步骤(2)中，混合物配方：搪瓷熔块100，按粘土5～7，电介质0.1～0.5，去离子水45～55(相对重量比)；
所述钢板和铸铁的尺寸是任意的；
所述的钢板或铸铁进行除锈和除油污处理是指采用5～10％的HCl或H2SO4和8wt％的工业肥皂粉溶液；
所述的二氧化钛胶体溶液是指其化学组成范围：Ti(OC4H9)4：1～3，C2H5OH：5～10，H2O：1～5，HNO3：0.1～0.5，Acetyl-acetone：0.1～1.0(摩尔百分比)；
所述的二氧化钛薄膜的搪瓷基板是指其化学组成范围为(wt％)：SiO2 40.0～48.0，Al2O3 1.0～3.0，B2O3 15.0～20.0，TiO2 16.0～20.0，K2O 1.0～5.0，Na2O 5.0～10.0，Na2SiF63.0～8.0，P2O5 1.0～3.0的基板。
本法明以二氧化钛作为乳白剂的搪瓷材料，因搪瓷釉层含有大量二氧化钛微晶体，本身就具有一定的光催化性能，再加上表面涂上一层或多层纯二氧化钛薄膜，紫外线照射下，会产生更多的氧化性极强的羟自由基(.OH)，它们有很好地氧化还原能力，大大增加了其光催化性能，降解的有机污染物(包括三氯甲烷和四氯化碳等)分解为CO2、H2O和无机矿化物，达到催化自洁的效果。
本发明的有益效果：
(1)工艺简单，无需要特殊的生产工艺、环境和设备；
(2)生产成本低；
(3)光催化自洁搪瓷材料具有光催化性能优良的特点；
(4)光催化自洁搪瓷材料具有优良的化学稳定性。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
a.研制一种用于光催化自洁性能的搪瓷基板。其化学组成范围为
| 化学组成 | SiO2 | Al2O3 | B2O3 | TiO2 | K2O | Na2O | Na2SiF6 | P2O5 |
| 重量百分比 | 43 | 3 | 16 | 20 | 2 | 8 | 6 | 2 |
b.根据根据该面釉配方组成SiO2 43，Al2O3 3，B2O3 16，TiO2 20，K2O 2，Na2O 8，Na2SiF6 6，P2O5 2，将各种成分换算成石英，长石，硼砂，二氧化钛，纯碱，冰晶，称量混合(请明确)，放入坩埚中，在1250℃下进行熔化，熔化好后投入水中淬冷，捞出烘干制得搪瓷熔块。
c.将步骤b得到搪瓷熔块安表组成进行混合，然后球磨、研磨1～2个小时，最后过筛烘干备用。
| 化学组成 | 搪瓷熔块 | 粘土 | 电介质 | 去离子水 |
| 相对重量比 | 100 | 6 | 0.1 | 50 |
d.取一定厚尺寸的钢板或铸铁，进行除锈和除油污处理，烘干备用。
e.用浸搪方式对钢板涂搪瓷釉，然后在80℃烘干，在840℃烧制得搪瓷基板。
f.配制含二氧化钛胶体溶液，其化学组成范围：Ti(OC4H9)4：2，C2H5OH：10，H2O：2，HNO3：0.1，Acetyl-acetone：0.2(摩尔百分比)。
g.采用浸涂法，将搪瓷基板浸在二氧化钛胶体溶液中，一分钟后，垂直提拉，二氧化钛胶体溶液均匀地涂覆在搪瓷基板的表面，然后在80℃烘干40分钟，在400℃烧结1hour.制成具有二氧化钛薄膜的搪瓷基板。
采用甲基醇作为模拟污染物，在365纳米低压汞灯紫外光的照射下，十二小时照射后，搪瓷基板对甲基醇的催化降解率达到百分之九十五，二十四小时照射后搪瓷基板对甲基醇的催化降解率达到百分之九十八。
实施例2
a.研制一种用于光催化自洁性能的搪瓷基板。其化学组成范围为
| 化学组成 | SiO2 | Al2O3 | B2O3 | TiO2 | K2O | Na2O | Na2SiF6 | P2O5 |
| 重量百分比 | 45 | 1 | 17 | 19 | 3 | 8 | 7 | 1 |
b.根据根据该面釉配方组成SiO2 45，Al2O3 1，B2O3 17，TiO2 19，K2O 3，Na2O 8，Na2SiF6 7，P2O5 1，将各种成分换算成石英，长石，硼砂，二氧化钛，纯碱，冰晶，称量混合(请明确)，放入坩埚中，在1250℃下进行熔化，熔化好后投入水中淬冷，捞出烘干制得搪瓷熔块。
c.将步骤b得到搪瓷熔块安表组成进行混合，然后球磨、研磨1～2个小时，最后过筛烘干备用。
| 化学组成 | 搪瓷熔块 | 粘土 | 电介质 | 去离子水 |
| 相对重量比 | 100 | 7.0 | 0.2 | 55 |
d.取一定厚尺寸的钢板或铸铁，进行除锈和除油污处理，烘干备用。
e.用浸搪方式对钢板涂搪瓷釉，然后在80℃烘干，在860℃烧制得搪瓷基板。
f.配制含二氧化钛胶体溶液，其化学组成范围：Ti(OC4H9)4：1.5，C2H5OH：12，H2O：3，HNO3：0.2，Acetyl-acetone：0.2(摩尔百分比)。
g.采用浸涂法，将搪瓷基板浸在二氧化钛胶体溶液中，一分钟后，垂直提拉，二氧化钛胶体溶液均匀地涂覆在搪瓷基板的表面，然后在90℃烘干30分钟，在450℃烧结1hour.制成具有二氧化钛薄膜的搪瓷基板。
采用甲基醇作为模拟污染物，在365纳米低压汞灯紫外光的照射下，十二小时照射后，搪瓷基板对甲基醇的催化降解率达到百分之九十五，二十四小时照射后搪瓷基板对甲基醇的催化降解率达到百分之九十八。
Claims (7)
1.一种光催化自洁性能搪瓷制备方法，包括下列步骤：
(1)根据面釉配方组成，将各种成分换算成石英，长石，硼砂，二氧化钛，纯碱，冰晶，称量混合，放入坩埚中，在1200～1300℃下进行熔化，熔化好后投入水中淬冷，捞出烘干制得搪瓷熔块；
(2)混合搪瓷熔块、按粘土、电介质、和去离子水，球磨、研磨1～2个小时后，过筛烘干备用；
(3)取钢板或铸铁，进行除锈和除油污处理，烘干，用浸搪方式对钢板涂搪瓷釉，然后在80～100℃烘干，在840～860℃烧制得搪瓷基板；
(4)采用浸涂法，将搪瓷基板浸在二氧化钛胶体溶液，垂直提拉后，80-100℃烘干30-40分钟，350-450℃烧结1-2小时，制成具有二氧化钛薄膜的搪瓷基板；
(5)重复(4)程序可以制得多层二氧化钛薄膜的搪瓷基板。
2.根据权利要求1所述的一种光催化自洁性能搪瓷制备方法，其特征在于：所述的面釉配方组成重量百分比为SiO2 40.0～68.0，Al2O3 1.0～3.0，B2O3 15.0～20.0，TiO2 16.0～20.0，K2O 1.0～5.0，Na2O 5.0～10.0，Na2SiF6 3.0～8.0。
3.根据权利要求1所述的一种光催化自洁性能搪瓷制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，混合物配方：相对重量比为搪瓷熔块100，按粘土5～7，电介质0.1～0.5，去离子水45～55。
4.根据权利要求1所述的一种光催化自洁性能搪瓷制备方法，其特征在于：所述钢板和铸铁的尺寸是任意的。
5.根据权利要求1所述的一种光催化自洁性能搪瓷制备方法，其特征在于：所述的钢板或铸铁进行除锈和除油污处理采用5～10％的HCl或H2SO4和8wt％的工业肥皂粉溶液。
6.根据权利要求1所述的一种光催化自洁性能搪瓷制备方法，其特征在于：所述的二氧化钛胶体溶液是指其化学组成范围摩尔百分比为Ti(OC4H9)4：1～3，C2H5OH：5～10，H2O：1～5，HNO3：0.1～0.5，Acetyl-acetone：0.1～1.0。
7.根据权利要求1所述的一种光催化自洁性能搪瓷制备方法，其特征在于：所述的二氧化钛薄膜的搪瓷基板是指其化学组成范围重量百分比为：SiO2 40.0～48.0，Al2O3 1.0～3.0，B2O3 15.0～20.0，TiO2 16.0～20.0，K2O 1.0～5.0，Na2O 5.0～10.0，Na2SiF6 3.0～8.0，P2O5 1.0～3.0的基板。
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