一种二氧化钛光催化涂层的制备方法及用途

摘要

本发明公开了一种TiO₂光催化涂层的制备方法及用途。它是通过电沉积有机硅烷凝胶-溶胶前驱体溶液的方法，先在泡沫金属基体上制得一层惰性多孔的、结合力强的纳米SiO₂中间层薄膜，而后负载锐钛型纳米TiO₂涂层，最终制得有高光催化活性的复合涂层材料，用于光催化降解空气或污水中的有机污染物。以电沉积法制备的SiO₂中间层克服了以往浸涂法制备的SiO₂中间层存在的膜厚度不高、多孔性不够、TiO₂负载量低、与基体结合力差等缺陷，且中间层厚度可调，与基体结合力更好，增大了负载量的同时增强了与后续负载涂层的结合力，大幅提高了光催化活性。该方法操作简单、成本较低、重复利用率高，有望大规模应用于工业化生产。

主权项

一种二氧化钛光催化涂层的制备方法，其特征在于包括如下步骤：1）泡沫金属基体经无水乙醇超声除油10～30min，去离子水冲洗后置于1M 氢氧化钠溶液浸泡1～2h，再经去离子水冲洗后放入1M草酸溶液溶液中浸泡1～2h，用去离子水冲洗干净放入40～100℃恒温干燥箱烘干，待用；2）将50～100mL无水乙醇、50～100mL去离子水、1～10mL 硅酸四甲酯或硅酸四乙酯，2M硝酸溶液调pH至2.0～5.0，室温下搅拌6～24h，配制得到前驱体溶液，待用；3）在三电极槽中加入配好的前驱体溶液，以泡沫金属基体作为工作电极，Ag/AgCl作为参比电极，铂片为对电极，控制电位在‑0.5～‑5.0V，沉积时间为100s～1000s，沉积温度30～60℃，沉积后依次用去离子水、乙醇冲洗后40～100℃烘干，将其置于马弗炉中，按照100℃至600℃升温2～4h，再以600℃恒温1～3h，最后自动降到室温的程序对其进行煅烧，冷却后即制得负载了SiO₂纳米薄膜的泡沫金属；4）称取10～100g质量的TiO₂ 粉末，在磁力搅拌下分散在1000mL体积的分散剂中，制成均一的、TiO₂质量分数为1%～10%的悬浊液；5）将TiO₂通过浸涂、刷涂、滴涂、旋涂方式负载到沉积了SiO₂中间层的泡沫金属上，负载次数为1～10次，置于40～100℃恒温干燥箱烘干；6）将制得的以SiO₂为中间层的负载了TiO₂的泡沫金属材料置于马弗炉中，按照100℃至600℃升温2～4h，再以600℃恒温1～3h，最后自动降到室温的程序对其进行煅烧，冷却后用毛刷轻轻刷去表面残余的TiO₂，最终得到以SiO₂为中间层的、负载了光催化活性TiO₂涂层的泡沫金属材料。