一種殼聚糖負(fù)載二氧化鈦罩面涂料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種殼聚糖負(fù)載二氧化鈦罩面涂料的制備方法，應(yīng)用在涂料領(lǐng)域里。
【背景技術(shù)】
[0002] 在紫外吸收范圍內(nèi)，二氧化鈦具有光催化活性，其原理是二氧化鈦被光輻射時將 有一個電子從價帶激發(fā)到導(dǎo)帶，同時在價帶中產(chǎn)生一個空穴，這樣產(chǎn)生的空穴是良好的氧 化劑，多數(shù)光催化劑都是利用了空穴的氧化能力，而迀移到光催化劑表面的電子是良好的 還原劑。將光催化劑使用在涂料中，利用其氧化還原能力，可降解空氣中的污染有機(jī)氣體。
[0003] 盡管光催化二氧化鈦TiO2具有反應(yīng)條件溫和、降解完全、無二次污染等優(yōu)點，但 在應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)仍有較大的有待改善的空間。如，普通光催化二氧化鈦在紫外光激發(fā)后將產(chǎn) 生電子和空穴的分離，但其中絕大部分的光生電子在迀移至催化劑表面前都和空穴重新復(fù) 合，吸收的紫外光能量則以熱量或熒光的方式損失掉，因此導(dǎo)致二氧化鈦的光催化效率低 下。
[0004] 殼聚糖是從蝦殼蟹殼中提取的一種天然高分子的多糖化合物，具有良好的成膜 性，結(jié)構(gòu)是由氨基葡萄糖單元通過β-1，4-糖苷鍵連接而成的線性天然高分子化合物，其 分子中具有大量的-ΝΗ2、-OH等功能基團(tuán)，對極性氣體分子具有很強(qiáng)的吸附作用。將殼聚 糖負(fù)載到光催化二氧化鈦上所得到的殼聚糖負(fù)載光催化二氧化鈦，既具有殼聚糖的強(qiáng)吸附 力、優(yōu)異成膜性和優(yōu)越抗菌性，同時還具有二氧化鈦的紫外光催化降解能力，可以制備出一 款以降解污染氣體為主、其他功能為輔的新型光催化涂料。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)中雖然也有殼聚糖/二氧化鈦復(fù)合材料，如200710168966. 6和 200610081112. X，但其存在著以下問題：1.對殼聚糖的溶解方式采用酸溶解，將所制備的 殼聚糖/二氧化鈦復(fù)合材料用作罩面因是酸性的，所以會破壞原先漆面，因此不適用于罩 面；2.其所制備的殼聚糖/二氧化鈦復(fù)合材料均為固體，而不是溶液，無法直接直接應(yīng)用于 漆面；3.產(chǎn)物主要用于有機(jī)污染物、病原體和微生物的去除和降解，即工業(yè)廢水的治理和 飲用水的深度凈化。
[0006] 因此提供一種能直接應(yīng)用于外墻罩面的殼聚糖負(fù)載二氧化鈦罩面涂料的制備方 法己成為當(dāng)務(wù)之亟。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明提供一種殼聚糖負(fù)載二氧化鈦罩面涂料的制備方法，其克服了現(xiàn)有技術(shù)中 所制備的殼聚糖/二氧化鈦復(fù)合材料無法直接應(yīng)用于外墻罩面的缺點，具有能夠適用于并 能直接用于外墻罩面進(jìn)行施工的優(yōu)點。
[0008] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0009] -種殼聚糖負(fù)載二氧化鈦罩面涂料的制備方法，其包括以下步驟：以下均為重量 份，
[0010] (1)將10-15份鈦源和55-65份乙醇加入到分散容器中，在350-550rpm的轉(zhuǎn)速下 分散8-12min，接著在350-550rpm的轉(zhuǎn)速下，加入14-18份氨水，再加入10-12份殼聚糖，之 后調(diào)整轉(zhuǎn)速至800-1200rpm，分散25-35min，待氨氣完全揮發(fā)后離心，取沉淀物，并干燥待 用；
[0011] (2)調(diào)整轉(zhuǎn)速至350-550rpm，在分散容器中依次添加47-53份水、28-38份雙氧水， 并將9-11份步驟（1)中制得的沉淀物按分2次以上加入，之后分散0. 5-1. 5h ;再添加6-8 份氨水，之后在30-50°C下于350-550rpm的轉(zhuǎn)速下反應(yīng)0. 5-1. 5h，待氨氣完全揮發(fā)，調(diào)節(jié)pH 至3-10,即得殼聚糖負(fù)載二氧化鈦罩面涂料；
[0012] 其中，所述鈦源為四氯化鈦或者鈦酸四丁酯，殼聚糖為親水改性殼聚糖。
[0013] 一般來說，殼聚糖是基本不溶于水的，故本申請采用原料為是改性后親水性優(yōu)異 的殼聚糖，其能夠直接溶解于水溶液中，且表面存在大量的氨基和羥基，其與鈦源形成二氧 化鈦過程中所產(chǎn)生的羥基通過氨基-羥基、羥基-羥基間的氫鍵作用實現(xiàn)了使殼聚糖通過 物理吸附負(fù)載到二氧化鈦上，而在化學(xué)結(jié)構(gòu)上并沒有發(fā)生變化。因此，本申請的工藝中取 代了現(xiàn)有制備工藝中對殼聚糖的溶解采用酸溶解的方式，能夠使用溫和的方式，本申請所 制備的殼聚糖負(fù)載二氧化鈦罩面涂料可以直接用于漆面，而不會對漆面造成破會。同時由 于所制備的殼聚糖負(fù)載二氧化鈦罩面涂料為液體狀，因此可以直接涂抹于漆面作為罩面涂 層，其使用較現(xiàn)有工藝所制備的固態(tài)的光催化二氧化鈦使用更加方便、快捷，更加適用于有 機(jī)污染空氣的降解。
[0014] 所述殼聚糖負(fù)載二氧化鈦罩面涂料的制備方法，其包括以下步驟：以下均為重量 份，
[0015] (1)將13份鈦源和60份乙醇加入到分散容器中，在450rpm的轉(zhuǎn)速下分散lOmin， 接著在450rpm的轉(zhuǎn)速下，加入16份氨水，再加入11份殼聚糖，之后調(diào)整轉(zhuǎn)速至lOOOrpm，分 散30min，待氨氣完全揮發(fā)后離心，取沉淀物，并干燥待用；
[0016] (2)調(diào)整轉(zhuǎn)速至450rpm，在分散容器中依次添加50份水、33份雙氧水，并將10份 步驟⑴中制得的沉淀物按分2次以上加入，之后分散Ih ;再添加7份氨水，之后在45°C下 于550rpm的轉(zhuǎn)速下反應(yīng)lh，待氨氣完全揮發(fā)，調(diào)節(jié)pH至3,即得殼聚糖負(fù)載二氧化鈦罩面 涂料。
[0017] 該優(yōu)選的殼聚糖負(fù)載二氧化鈦罩面涂料的制備方法中，鈦源、殼聚糖、各種助溶劑 和反應(yīng)劑的優(yōu)選配比以及制備工藝中的優(yōu)選參數(shù)，使得其制備出的殼聚糖負(fù)載二氧化鈦罩 面涂料不僅具有優(yōu)于其他殼聚糖負(fù)載二氧化鈦罩面涂料的對有機(jī)污染氣體的吸附力，同時 也使得其具有更佳的催化能力，對有機(jī)污染氣體的降解的效率更高。
[0018] 所述步驟（2)中將步驟⑴得到的沉淀物等份分2次加入。
[0019] 所述殼聚糖為殼聚糖季氨鹽。親水改性殼聚糖中的殼聚糖季銨鹽具有良好的抗菌 性、成膜性、陽離子吸附性、吸濕保濕性、絮凝性、抗靜電性等性能，其抗菌性能比一般殼聚 糖和其他殼聚糖改性物要優(yōu)越許多。因此，以殼聚糖季銨鹽為原料所制備的殼聚糖負(fù)載二 氧化鈦罩面涂料具有更優(yōu)的性能。
[0020] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明申請具有以下優(yōu)點：
[0021] 1)不會造成漆面的破壞，可以直接用于罩面涂層使用；
[0022] 2)終產(chǎn)物為溶液，可以直接涂抹于漆面作為罩面涂層，使用方便快捷；
[0023] 3)比起固體狀的殼聚糖/二氧化鈦復(fù)合物更加適用于有機(jī)污染氣體的降解。
【具體實施方式】
[0024] 下面結(jié)合各實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0025] 原料來源：
[0026] 水：普通自來水；
[0027] 乙醇：75%工業(yè)酒精；
[0028] 四氯化鈦、鈦酸四丁酯：阿拉丁生產(chǎn)，分析純；
[0029] 殼聚糖：季氨化殼聚糖；
[0030] 氨水：西隴化工股份有限公司生產(chǎn)，分析純；
[0031] 雙氧水：西隴化工股份有限公司生產(chǎn)，分析純，含量為30%。
[0032] 實施例1
[0033] 本發(fā)明所述的一種殼聚糖負(fù)載二氧化鈦罩面涂料的制備方法，其包括以下步驟： 以下均為重量份，
[0034] (1)將13份四氯化鈦和60份乙醇加入到分散容器中，在450rpm的轉(zhuǎn)速下分散 lOmin，接著在450rpm的轉(zhuǎn)速下，加入16份氨水，再加入11份殼聚糖季氨鹽，之后調(diào)整轉(zhuǎn)速 至lOOOrpm，分散30min，待氨氣完全揮發(fā)后離心，取沉淀物，并干燥待用；
[0035] (2)調(diào)整轉(zhuǎn)速至450rpm，在分散容器中依次添加50份水、33份雙氧水，并將10份 步驟（1)中制得的沉淀物按等份分2次加入，之后分散Ih ;再添加7份氨水，之后在45°C下 于550rpm的轉(zhuǎn)速下反應(yīng)lh，待氨氣完全揮發(fā)，調(diào)節(jié)pH至6,即得殼聚糖負(fù)載二氧化鈦罩面 涂料。
[0036] 實施例2
[0037] 本發(fā)明所述的一種殼聚糖負(fù)載二氧化鈦罩面涂料的制備方法，其包括以下步驟： 以下均為重量份，
[0038] (1)將15份鈦酸四丁酯和55份乙醇加入到分散容器中，在350rpm的轉(zhuǎn)速下分散 8min，接著在350rpm的轉(zhuǎn)速下，加入18份氨水，再加入10份親水改性殼聚糖，之后調(diào)整轉(zhuǎn) 速至1200rpm，分散25min，待氨氣完全揮發(fā)后離心，取沉淀物，并干燥待用；
[0039] (2)調(diào)整轉(zhuǎn)速至350rpm，在分散容器中依次添加53份水、28份雙氧水，并將11份 步驟⑴中制得的沉淀物按分3次加入，之后分散0. 5h ;再添加8份氨水，之后在30°C下于 350rpm的轉(zhuǎn)速下反應(yīng)I. 5h，待氨氣完全揮發(fā)，調(diào)節(jié)pH至3,即得殼聚