可见光型二氧化钛奈米粉体溶胶合成方法

摘要

本发明提供一种可见光型二氧化钛(TiO2)奈米粉体溶胶的制造方法，此方法是利用钛的化合物，例如四氯化钛或硫酸钛经稀释后，以氨水(NH3)调整至pH=7.0~9.0之间产生氢氧化钛(Ti(OH)4)，经水洗过滤后，加入适当的氧化剂或酸(包括无机酸、有机酸)或以上两者，以及添加剂，改质剂及视需要之界面活性剂，配合操作条件，所形成的可见光型二氧化钛奈米粉体溶胶，具有可见光光触媒特性；其产品藉由加工应用于被处理物表面，经烘烤或阴乾后在被处理物表面形成吸附良好的薄膜，在可见光照射下具有光触媒(Photo-catalyst)或自净(SeIf- cleaning)的作用。本发明的产品可因添加物的种类、浓度及操作条件呈现无色至(金)黄色或黄褐色溶胶液体，其二氧化钛(TiO2)含量为0.5~10%(依条件而定)，其二氧化钛奈米粉体粒径依操作条件而变，粒径分布为2～50nm的奈米粉体，具光触媒作用力及自净、不易沾污、容易清洗、防霉、除臭、防雾等多种功效。

主权项

1.一种合成奈米级(nano-meter scale)具光触媒功能(Photo-catalyst)的可见光二氧化钛奈米粉体溶胶的方法,其作法系将钛的化合物在纯水或去离子水或适当的酸液中经溶解稀释或称为稀释程序、pH値调整或称为中和程序及洗净或称为洗净程序得到氢氧化钛或正钛酸的洗净固体沉淀物,利用下列在低于100℃温度下之制程,而合成奈米级可见光二氧化钛奈米粉体溶胶的方法,包括:(i)转化程序:将洗净的氢氧化钛或正钛酸,在定量的纯水或去离子水中,前述所使用的纯水或去离子水添加量为氢氧化钛或正钛酸固体重量的10~200倍,经搅拌混合均匀后,可加入氧化剂或无机酸或有机酸,前述所使用的氧化剂添加量为1~200克/升,无机酸添加量1~120毫升/升,有机酸添加量为0.1毫克/升~100毫克/升,并加入转化添加剂,其添加量为1毫克/升~5克/升,及转化改质剂,其添加量为0.05~75毫升/升,另于转化程序中加入界面活性剂,其添加量为10~5000ppm,分子量分布在200~3000之间,转化温度保持在10~95℃,转化搅拌速度为30~300rpm,转化时间为10~120分钟,在此特定条件下进行转化程序;(ii)熟化程序:经过(i)转化程序的溶液可在原槽或另外设定的熟化槽中进行熟化反应,设定熟化时的搅拌速度为30~300rpm,熟化温度为50~95℃,熟化时间为4至72小时。2.如申请专利范围第1之方法,依转化及熟化程序,视需要经pH値调整、过滤及分装成为成品,即制得奈米级可见光型二氧化钛粉体溶胶。3.如申请专利范围第1之方法,其中转化所使用的氧化剂包括过氯酸、过碘酸、高锰酸钠、高锰酸钾、硝酸。4.如申请专利范围第1之方法,其中转化所使用的无机酸包括过氯酸、过碘酸、硝酸、磷酸、盐酸、硫酸、溴化氢、碘化氢。5.如申请专利范围第1之方法,其中转化所使用的有机酸包括蚁酸、醋酸、草酸、苦味酸、柠檬酸及酒石酸。6.如申请专利范围第1之方法,其中转化添加剂包括铁、铜、锌、镍、钒、锡、金、银、铂或钯等金属的氧化物、氢氧化物、硝酸盐、碳酸盐、磷酸盐、酸盐及氯化物。7.如申请专利范围第1之方法,其中转化改质剂包括矽酸(Silicate)、多元氯化铝(Poly-aluminum chloride,PAC)、氧化铝、硫酸铝及矽烷(Silane)等。8.如申请专利范围第1之方法,其中转化所使用的界面活性剂包括聚乙二醇(PEG)或聚丙二醇(PPG)或壬基酚(NP)或天然醇。