專利名稱：光催化自潔搪瓷的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬搪瓷制作，特別是涉及一種光催化自潔搪瓷的制備方法。
背景技術(shù)：
自1972年發(fā)現(xiàn)二氧化鈦具有光催化性能以來，由于具有高的光催化性能、優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、成本低和無毒性等優(yōu)點，已廣泛用于污染物降價、殺菌和環(huán)境保護等。
二氧化鈦在紫外光或陽光中紫外線照射下，會產(chǎn)生較多的自由電子，自由基和空穴，它們有很好地氧化還原能力，能殺菌、降解有機物，消除汽車尾氣中或空氣中的氮氧化物、硫化物、一氧化碳等，也可降解廢水中的有機物。二氧化鈦自身對人體無毒無害、耐堿耐酸，是環(huán)境友好材料。
目前，鋼板搪瓷已廣泛用于建筑物的內(nèi)外裝飾、地鐵車站的裝飾、底下隧道的裝飾，以及搪瓷熱水器和搪瓷容器等，如果這些具有光催化自潔性能不僅可以減少清潔時的工作強度，而且還利于環(huán)境清潔和環(huán)境保護。但至今還未見有關(guān)具有光催化自潔性能的搪瓷報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有光催化自潔性能的搪瓷材料的制備方法。本發(fā)明通過制得具有搪瓷層和二氧化鈦薄膜層的復(fù)合材料，它在紫外照射下，具有催化自潔表面材料功能。該方法操作簡便、生產(chǎn)成本低，制作的搪瓷材料催化強和化學(xué)性能穩(wěn)定等特點。
本發(fā)明的一種光催化自潔性能搪瓷制備方法，包括下列步驟(1)根據(jù)面釉配方組成，將各種成分換算成石英，長石，硼砂，二氧化鈦，純堿，冰晶，稱量混合，放入坩堝中，在1200～1300℃下進行熔化，熔化好后投入水中淬冷，撈出烘干制得搪瓷熔塊；(2)混合搪瓷熔塊、按粘土、電介質(zhì)、和去離子水，球磨、研磨1～2個小時后，過篩烘干備用；(3)取鋼板或鑄鐵，進行除銹和除油污處理，烘干，用浸搪方式對鋼板涂搪瓷釉，然后在80～100℃烘干，在840～860℃燒制得搪瓷基板；(4)采用浸涂法，將搪瓷基板浸在二氧化鈦膠體溶液，垂直提拉后，80-90℃烘干30-40分鐘，350-450℃燒結(jié)1-2小時，制成具有二氧化鈦薄膜的搪瓷基板；(5)重復(fù)(4)程序可以制得多層二氧化鈦薄膜的搪瓷基板。
所述的面釉配方組成是指SiO240.0～68.0，Al2O31.0～3.0，B2O315.0～20.0，TiO216.0～20.0，K2O 1.0～5.0，Na2O 5.0～10.0，Na2SiF63.0～8.0(重量百分比含量)；所述步驟(2)中，混合物配方搪瓷熔塊100，按粘土5～7，電介質(zhì)0.1～0.5，去離子水45～55(相對重量比)；所述鋼板和鑄鐵的尺寸是任意的；所述的鋼板或鑄鐵進行除銹和除油污處理是指采用5～10％的HCl或H2SO4和8wt％的工業(yè)肥皂粉溶液；所述的二氧化鈦膠體溶液是指其化學(xué)組成范圍Ti(OC4H9)41～3，C2H5OH5～10，H2O1～5，HNO30.1～0.5，Acetyl-acetone0.1～1.0(摩爾百分比)；所述的二氧化鈦薄膜的搪瓷基板是指其化學(xué)組成范圍為(wt％)SiO240.0～48.0，Al2O31.0～3.0，B2O315.0～20.0，TiO216.0～20.0，K2O 1.0～5.0，Na2O 5.0～10.0，Na2SiF63.0～8.0，P2O51.0～3.0的基板。
本法明以二氧化鈦作為乳白劑的搪瓷材料，因搪瓷釉層含有大量二氧化鈦微晶體，本身就具有一定的光催化性能，再加上表面涂上一層或多層純二氧化鈦薄膜，紫外線照射下，會產(chǎn)生更多的氧化性極強的羥自由基(.OH)，它們有很好地氧化還原能力，大大增加了其光催化性能，降解的有機污染物(包括三氯甲烷和四氯化碳等)分解為CO2、H2O和無機礦化物，達到催化自潔的效果。
本發(fā)明的有益效果(1)工藝簡單，無需要特殊的生產(chǎn)工藝、環(huán)境和設(shè)備；(2)生產(chǎn)成本低；(3)光催化自潔搪瓷材料具有光催化性能優(yōu)良的特點；(4)光催化自潔搪瓷材料具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性。
具體實施例方式
下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
實施例1a.研制一種用于光催化自潔性能的搪瓷基板。其化學(xué)組成范圍為

b.根據(jù)根據(jù)該面釉配方組成SiO243，Al2O33，B2O316，TiO220，K2O 2，Na2O 8，Na2SiF66，P2O52，將各種成分換算成石英，長石，硼砂，二氧化鈦，純堿，冰晶，稱量混合(請明確)，放入坩堝中，在1250℃下進行熔化，熔化好后投入水中淬冷，撈出烘干制得搪瓷熔塊。
c.將步驟b得到搪瓷熔塊安表組成進行混合，然后球磨、研磨1～2個小時，最后過篩烘干備用。

d.取一定厚尺寸的鋼板或鑄鐵，進行除銹和除油污處理，烘干備用。
e.用浸搪方式對鋼板涂搪瓷釉，然后在80℃烘干，在840℃燒制得搪瓷基板。
f.配制含二氧化鈦膠體溶液，其化學(xué)組成范圍Ti(OC4H9)42，C2H5OH10，H2O2，HNO30.1，Acetyl-acetone0.2(摩爾百分比)。
g.采用浸涂法，將搪瓷基板浸在二氧化鈦膠體溶液中，一分鐘后，垂直提拉，二氧化鈦膠體溶液均勻地涂覆在搪瓷基板的表面，然后在80℃烘干40分鐘，在400℃燒結(jié)1hour.制成具有二氧化鈦薄膜的搪瓷基板。
采用甲基醇作為模擬污染物，在365納米低壓汞燈紫外光的照射下，十二小時照射后，搪瓷基板對甲基醇的催化降解率達到百分之九十五，二十四小時照射后搪瓷基板對甲基醇的催化降解率達到百分之九十八。
實施例2a.研制一種用于光催化自潔性能的搪瓷基板。其化學(xué)組成范圍為


b.根據(jù)根據(jù)該面釉配方組成SiO245，Al2O31，B2O317，TiO219，K2O 3，Na2O 8，Na2SiF67，P2O51，將各種成分換算成石英，長石，硼砂，二氧化鈦，純堿，冰晶，稱量混合(請明確)，放入坩堝中，在1250℃下進行熔化，熔化好后投入水中淬冷，撈出烘干制得搪瓷熔塊。
c.將步驟b得到搪瓷熔塊安表組成進行混合，然后球磨、研磨1～2個小時，最后過篩烘干備用。

d.取一定厚尺寸的鋼板或鑄鐵，進行除銹和除油污處理，烘干備用。
e.用浸搪方式對鋼板涂搪瓷釉，然后在80℃烘干，在860℃燒制得搪瓷基板。
f.配制含二氧化鈦膠體溶液，其化學(xué)組成范圍Ti(OC4H9)41.5，C2H5OH12，H2O3，HNO30.2，Acetyl-acetone0.2(摩爾百分比)。
g.采用浸涂法，將搪瓷基板浸在二氧化鈦膠體溶液中，一分鐘后，垂直提拉，二氧化鈦膠體溶液均勻地涂覆在搪瓷基板的表面，然后在90℃烘干30分鐘，在450℃燒結(jié)1hour.制成具有二氧化鈦薄膜的搪瓷基板。
采用甲基醇作為模擬污染物，在365納米低壓汞燈紫外光的照射下，十二小時照射后，搪瓷基板對甲基醇的催化降解率達到百分之九十五，二十四小時照射后搪瓷基板對甲基醇的催化降解率達到百分之九十八。
權(quán)利要求
1.一種光催化自潔性能搪瓷制備方法，包括下列步驟(1)根據(jù)面釉配方組成，將各種成分換算成石英，長石，硼砂，二氧化鈦，純堿，冰晶，稱量混合，放入坩堝中，在1200～1300℃下進行熔化，熔化好后投入水中淬冷，撈出烘干制得搪瓷熔塊；(2)混合搪瓷熔塊、按粘土、電介質(zhì)、和去離子水，球磨、研磨1～2個小時后，過篩烘干備用；(3)取鋼板或鑄鐵，進行除銹和除油污處理，烘干，用浸搪方式對鋼板涂搪瓷釉，然后在80～100℃烘干，在840～860℃燒制得搪瓷基板；(4)采用浸涂法，將搪瓷基板浸在二氧化鈦膠體溶液，垂直提拉后，80-100℃烘干30-40分鐘，350-450℃燒結(jié)1-2小時，制成具有二氧化鈦薄膜的搪瓷基板；(5)重復(fù)(4)程序可以制得多層二氧化鈦薄膜的搪瓷基板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光催化自潔性能搪瓷制備方法，其特征在于所述的面釉配方組成重量百分比為SiO240.0～68.0，Al2O31.0～3.0，B2O315.0～20.0，TiO216.0～20.0，K2O 1.0～5.0，Na2O 5.0～10.0，Na2SiF63.0～8.0。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光催化自潔性能搪瓷制備方法，其特征在于所述步驟(2)中，混合物配方相對重量比為搪瓷熔塊100，按粘土5～7，電介質(zhì)0.1～0.5，去離子水45～55。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光催化自潔性能搪瓷制備方法，其特征在于所述鋼板和鑄鐵的尺寸是任意的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光催化自潔性能搪瓷制備方法，其特征在于所述的鋼板或鑄鐵進行除銹和除油污處理采用5～10％的HCl或H2SO4和8wt％的工業(yè)肥皂粉溶液。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光催化自潔性能搪瓷制備方法，其特征在于所述的二氧化鈦膠體溶液是指其化學(xué)組成范圍摩爾百分比為Ti(OC4H9)41～3，C2H5OH5～10，H2O1～5，HNO30.1～0.5，Acetyl-acetone0.1～1.0。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光催化自潔性能搪瓷制備方法，其特征在于所述的二氧化鈦薄膜的搪瓷基板是指其化學(xué)組成范圍重量百分比為SiO240.0～48.0，Al2O31.0～3.0，B2O315.0～20.0，TiO216.0～20.0，K2O 1.0～5.0，Na2O 5.0～10.0，Na2SiF63.0～8.0，P2O51.0～3.0的基板。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光催化自潔搪瓷的制備方法，包括步驟(1)根據(jù)面釉配方組成，將各種成分換算成石英，長石，硼砂，二氧化鈦，純堿，冰晶，稱量混合，放入坩堝，熔化好后投入水中淬冷，撈出烘干制得搪瓷熔塊；(2)混合搪瓷熔塊、按粘土、電介質(zhì)、和去離子水，研磨，過篩烘干；(3)除銹和除油污的鋼板或鑄鐵，烘干，用浸搪方式對鋼板或鑄鐵板涂搪瓷釉，烘干，燒制得搪瓷基板；(4)采用浸涂法，將已涂搪瓷的基板浸在二氧化鈦膠體溶液，垂直提拉后，烘干，燒結(jié)，制成具有二氧化鈦薄膜的搪瓷基板。本發(fā)明工藝簡單，生產(chǎn)成本低，制得的光催化自潔搪瓷材料具有優(yōu)良的光催化性能和化學(xué)穩(wěn)定性。
文檔編號C03C8/12GK101067207SQ200710041788
公開日2007年11月7日 申請日期2007年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月8日
發(fā)明者蔣偉忠, 錢蕙春, 王允夫, 王瑛, 王鋼, 王紅玲, 陳小英, 陳麗蕓 申請人:東華大學(xué)