[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

CN109126794A - Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合粉末及复合涂层的制备方法和应用 - Google Patents

Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合粉末及复合涂层的制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN109126794A
CN109126794A CN201810896242.1A CN201810896242A CN109126794A CN 109126794 A CN109126794 A CN 109126794A CN 201810896242 A CN201810896242 A CN 201810896242A CN 109126794 A CN109126794 A CN 109126794A
Authority
CN
China
Prior art keywords
doped nano
nano tio
tio
composite
coating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810896242.1A
Other languages
English (en)
Inventor
樊自拴
贾聪聪
樊金明
王山松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tianjin Tianzhu Nano Technology Co Ltd
Original Assignee
Tianjin Tianzhu Nano Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tianjin Tianzhu Nano Technology Co Ltd filed Critical Tianjin Tianzhu Nano Technology Co Ltd
Priority to CN201810896242.1A priority Critical patent/CN109126794A/zh
Publication of CN109126794A publication Critical patent/CN109126794A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/74—Iron group metals
    • B01J23/745—Iron
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B01J35/39—Photocatalytic properties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/30—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/80—Type of catalytic reaction
    • B01D2255/802—Photocatalytic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/30—Organic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2305/00—Use of specific compounds during water treatment
    • C02F2305/10—Photocatalysts

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

本发明Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合粉末及复合涂层的制备方法和应用属于对金属材料的镀覆领域，特别是涉及一种等离子喷涂制备可重复利用的Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合涂层的方法。其目的是为了提供一种可重复利用的Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合粉末及复合涂层的制备方法和应用。本发明Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合粉末中Fe、Si与Ti的摩尔比分别为1:4和1:10。本发明制得的Fe、Si共掺杂的纳米TiO2复合涂层在自然光下的光催化性能良好，重复利用率高；本发明制备的Fe、Si共掺杂的纳米TiO2复合涂层牢固、稳定，可用于大规模生产。

Description

Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合粉末及复合涂层的制备方法和应用
技术领域
本发明属于对金属材料的镀覆领域，特别是涉及一种等离子喷涂制备可重复利用的Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合涂层的方法。
背景技术
纳米TiO2是近年来被广泛研究的一种光催化剂，它具有光催化活性高、光电性能优良、化学稳定性好和低毒性等优点，被广泛的应用于太阳能电池组装，污水处理，空气净化，有机物降解等领域，是目前最有应用潜力的一种光催化剂。但是由于TiO2受光照激发产生的光生电子-空穴对的再复合率高，光量子利用率偏低；禁带宽度(3.2eV)较宽，光谱响应范围窄，光吸收局限于紫外区，导致纳米TiO2光催化技术在实际应用中还存在着一些限制。目前，人们主要通过非金属掺杂、金属离子掺杂、表面贵金属沉积、表面光敏化和半导体复合改性等方法，提高纳米TiO2在自然光下的光催化性能。Y Lin等人报道了[Electronicand optical performances of Si and Fe-codoped TiO2,nanoparticles:Aphotocatalyst for the degradation of methylene blue,2013,s 142–143(10):38-44]采用溶胶-凝胶法制备Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合粉末，结果表明：Fe、Si共掺杂时的协同效应使纳米TiO2复合粉末比单一掺杂和纯TiO2的光催化性能更好。
但纳米TiO2粉末粒径细小，在液相或气相中进行光催化时容易流失、不易回收，造成资源浪费，且容易引发二次污染。将纳米TiO2负载在某种载体上，可以解决催化剂的分离回收这一难题，提高TiO2的利用率。中国专利(公开号CN1230572C)公开了一种在基材上形成杂氮纳米二氧化钛光催化活性剂涂层的制备方法，以氮气、氩气或氪气等惰性气体或它们的混合气体为送粉气，采用等离子喷涂工艺将TiO2喷涂在基体表面，后经热处理得到杂氮纳米二氧化钛涂层。中国专利(公开号CN103409715A)公开了一种多孔TiO2/SiO2复合涂层的制备方法，以TiO2、SiO2混合粉为原料，采用等离子喷涂工艺制备TiO2/SiO2复合涂层。等离子喷涂是一种高效率、低成本制备大面积涂层的方法，由该工艺制得的涂层致密、结合强度高、性质稳定。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种可重复利用的Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合粉末及复合涂层的制备方法和应用，它是基于TiO2的光催化特性提出的，利用等离子喷涂技术，将Fe、Si共掺杂TiO2复合粉末部分熔融沉积于不锈钢基体上，使具有优异光催化性能的Fe、Si共掺杂纳米TiO2得到重复利用，避免资源浪费。
本发明涉及一种Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合粉末，所述Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合粉末中Fe、Si与Ti的摩尔比分别为1:4和1:10；即n(Fe)/n(Ti)＝1:4，n(Si)/n(Ti)＝1:10。
本发明还涉及一种Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合粉末的制备方法，所述方法包括以下步骤：
以钛酸四正丁酯为钛源，Fe(NO3)3·9H2O为铁源，正硅酸乙酯为硅源，采用溶胶-凝胶法得到Fe、Si共掺杂纳米TiO2溶胶，溶胶室温陈化3d后于100℃烘干10h，研磨30min，然后于马弗炉中600℃焙烧3h，随炉冷却，即制得本发明的Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合粉末；粉末晶相为锐钛矿型，平均粒径为80nm。
本发明还涉及一种Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合涂层的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合粉末的制备：其上述的方法制备得到；
(2)喷涂粉末的制备：将步骤(1)中制得的Fe、Si共掺杂TiO2复合粉末通过喷雾干燥技术制备成适于热喷涂的微米级Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合粉末；
(3)基体表面清理、喷砂处理；
(4)等离子喷涂：采用等离子喷涂设备在经步骤(3)处理的基体表面制备可重复利用的Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合涂层；
喷涂前基体预热至150～200℃，喷涂过程中的参数：主气Ar 80L/min，辅气H210L/min，喷涂电压60V，喷涂电流450A，喷涂距离80～100mm，送粉速率15g/min，喷涂用粉为步骤(2)制备得到的微米级Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合粉末，粒径为41-96μm。
优选地，所述步骤(2)的具体操作为：
以Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合粉末为原料，聚乙烯醇为粘结剂，采用V型混料机混合均匀，然后喷雾干燥，再使用不锈钢筛网过筛，取160-350目之间的细粉，即为微米级Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合粉末。
优选地，所述步骤(3)的具体操作为：
采用15mm×20mm的片状基体，分别用无水乙醇和去离子水超声清洗，烘干；采用粒径为200-700μm的棕刚玉砂对基体表面进行喷砂粗化处理，提高基体表面的粗糙度。
所述的基材包括但不限于304不锈钢，可以是各种形式的金属板、玻璃板、陶瓷板、金属网、玻璃珠。
所述的基体可以预热，也可以不预热直接喷涂，预热可以提高涂层的结合强度，减小应力集中。
优选地，所述片状基体为304不锈钢。
优选地，所述步骤(4)之后对Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合涂层进行封孔处理。
优选地，所述步骤(4)制得的Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合涂层厚度为200-300μm，涂层中TiO2的晶相为锐钛矿型和金红石型，锐钛矿型TiO2占涂层的质量百分比为6.25％。
本发明还涉及一种Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合涂层，所述涂层是按照上述方法制备得到的。
本发明还涉及一种Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合涂层的应用，所述涂层用于光催化降解空气或污水中的有机污染物。
本发明Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合粉末及复合涂层的制备方法和应用与现有技术不同之处在于：
1、本发明制得的Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合粉末，禁带宽度减小，光生电子-空穴的复合几率降低，纳米TiO2在自然光下的光催化性能得到提高。
2、本发明利用等离子喷涂技术获得的Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合涂层表面由熔融、部分熔融和少量未熔融的熔滴组成，形成凹凸不平的形貌，其具有微米级的粗糙度，有利于增大与被光催化物的接触面积。
3、本发明制得的Fe、Si共掺杂的纳米TiO2复合涂层在自然光下的光催化性能良好，重复利用率高。
4、本发明制备的Fe、Si共掺杂的纳米TiO2复合涂层牢固、稳定，可用于大规模生产。
附图说明
图1为实施例1Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合涂层表面形貌SEM照片；
图2为实施例1Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合涂层截面形貌SEM照片；
图3为实施例1Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合涂层XRD图谱；
图4为实施例1Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合涂层光催化降解亚甲基蓝的结果；
图5为实施例2封孔处理的Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合涂层表面形貌SEM照片；
图6为实施例2封孔处理的Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合涂层光催化降解亚甲基蓝的结果；
图7为实施例3Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合涂层的重复利用率。
具体实施方式
通过以下实施例和验证试验对本发明的Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合粉末及复合涂层的制备方法和应用作进一步的说明。
实施例1
本实施例的Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合涂层按以下步骤制备：
(1)Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合粉末的制备：以钛酸四正丁酯、Fe(NO3)3·9H2O、正硅酸乙酯为原料，采用溶胶-凝胶法制备Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合粉末。其中，n(Fe)/n(Ti)＝0.25％，n(Si)/n(Ti)＝10.00％，TiO2为锐钛矿型，平均粒径为80nm
(2)喷涂用粉末的制备：以Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合粉末为原料，聚乙烯醇为粘结剂，经喷雾干燥、研磨，使用不锈钢筛网过筛，取160目-350目之间的细粉，备用。
(3)基体清洗、喷砂处理：采用15mm×20mm的片状304不锈钢基体，分别用无水乙醇和去离子水超声清洗，烘干；采用粒径200-700μm的棕刚玉砂对基体进行喷砂粗化处理，提高基体表面的粗糙度。
(4)等离子喷涂：采用大气等离子喷涂设备在经过步骤(3)处理的基体表面制备Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合涂层，喷涂过程通过控制如下参数来实现：主气Ar 80L/min，辅气H2 10L/min，喷涂电压60V，喷涂电流450A，喷涂距离80～100mm，送粉速率15g/min，喷涂用粉为步骤(2)制备得到的微米级Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合喷涂粉末，粒径为41～96μm；
对Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合涂层进行自然光照下降解亚甲基蓝的光催化化实验。实验所用涂层大小为15mm×20mm×2mm，氙灯模拟自然光照，50mL浓度为10mg/L的亚甲基蓝；涂层放入溶液中，黑暗条件下搅拌1h，待吸附平衡后开始光照，每隔1h取5mL亚甲基蓝溶液测量其在664nm处的吸光度，计算亚甲基蓝的降解率，3h后停止光照。
按实施例1工艺方法得到的Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合涂层表面形貌SEM照片如图1所示。由图可见，涂层具有典型的等离子喷涂涂层形貌，由熔融、部分熔融和少量未熔融的熔滴组成。
图2为按实案例1工艺方法制备得到的Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合涂层的截面形貌SEM照片。由图可以看出，涂层的厚度均匀，孔隙率较高。
图3为按实案例1工艺方法制备得到的Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合涂层的XRD图谱，可以看出涂层由锐钛矿型和金红石型TiO2组成。
图4为按实案例1工艺方法制备得到的Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合涂层光催化降解亚甲基蓝的实验结果。可以看出，Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合涂层在自然光下对亚甲基蓝的光催化降解效果明显。
实施例2
本实施例的Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合涂层按以下步骤制备：
(1)Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合粉末的制备：以钛酸四正丁酯、Fe(NO3)3·9H2O、正硅酸乙酯为原料，采用溶胶-凝胶法制备Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合粉末。其中，n(Fe)/n(Ti)＝0.25％，n(Si)/n(Ti)＝10.00％，TiO2为锐钛矿型，平均粒径为80nm
(2)喷涂用粉末的制备：以Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合粉末为原料，聚乙烯醇为粘结剂，经喷雾干燥、研磨，使用不锈钢筛网过筛，取160目-350目之间的细粉，备用。
(3)基体清洗、喷砂处理：采用15mm×20mm的片状304不锈钢基体，分别用无水乙醇和去离子水超声清洗，烘干；采用粒径200-700μm的棕刚玉砂对基体进行喷砂粗化处理，提高基体表面的粗糙度。
(4)等离子喷涂：采用大气等离子喷涂设备在经过步骤(3)处理的基体表面制备Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合涂层，喷涂过程通过控制如下参数来实现：主气Ar 80L/min，辅气H2 10L/min，喷涂电压60V，喷涂电流450A，喷涂距离80～100mm，送粉速率15g/min，喷涂用粉为步骤(2)制备得到的微米级Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合喷涂粉末，粒径为41～96μm；
(5)封孔处理：将通过步骤(4)获得的Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合涂层经无水乙醇和去离子水超声清洗后，用Fe、Si共掺杂纳米TiO2溶胶进行封孔处理，降低复合涂层表面孔隙率。封孔处理的过程如下：室温下，试样在溶胶中浸泡20min，然后90℃干燥30min缓慢冷却至室温，重复3次。
对封孔的Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合涂层进行自然光照下降解亚甲基蓝的光催化化实验。实验所用涂层大小为15mm×20mm×2mm，氙灯模拟自然光照，50mL浓度为10mg/L的亚甲基蓝；涂层放入溶液中，黑暗条件下搅拌1h，待吸附平衡后开始光照，每隔1h取5mL亚甲基蓝溶液测量其在664nm处的吸光度，计算亚甲基蓝的降解率，3h后停止光照
按实施例2工艺方法得到封孔处理的Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合涂层表面形貌SEM照片如图5所示。由图可见，封孔处理后的涂层表面的孔隙降低。
图6为按实案例2工艺方法制备的封孔处理的Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合涂层光催化降解亚甲基蓝的实验结果。可以看出，封孔处理的Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合涂层在自然光下对亚甲基蓝的光催化降解效果明显，但比未封孔处理的Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合涂层的光催化性能有所降低，这是由于封孔处理使涂层表面与亚甲基蓝的接触面积减小导致的。
实施例3
本实施例的Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合涂层按以下步骤制备：
(1)Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合粉末的制备：以钛酸四正丁酯、Fe(NO3)3·9H2O、正硅酸乙酯为原料，采用溶胶-凝胶法制备Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合粉末。其中，n(Fe)/n(Ti)＝0.25％，n(Si)/n(Ti)＝10.00％，TiO2为锐钛矿型，平均粒径为80nm
(2)喷涂用粉末的制备：以Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合粉末为原料，聚乙烯醇为粘结剂，经喷雾干燥、研磨，使用不锈钢筛网过筛，取160目-350目之间的细粉，备用。
(3)基体清洗、喷砂处理：采用15mm×20mm的片状304不锈钢基体，分别用无水乙醇和去离子水超声清洗，烘干；采用粒径200-700μm的棕刚玉砂对基体进行喷砂粗化处理，提高基体表面的粗糙度。
(4)等离子喷涂：采用大气等离子喷涂设备在经过步骤(3)处理的基体表面制备Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合涂层，喷涂过程通过控制如下参数来实现：主气Ar 80L/min，辅气H2 10L/min，喷涂电压60V，喷涂电流450A，喷涂距离80～100mm，送粉速率15g/min，喷涂用粉为步骤(2)制备得到的微米级Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合喷涂粉末，粒径为41～96μm；
(5)将实施例1光催化实验后的Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合涂层用去离子水和无水乙醇超声清洗、烘干，然后检测其在自然光的光催化性能。
图7为按实施例3工艺方法制备的Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合涂层光催化降解亚甲基蓝的实验结果。可以看出，Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合涂层的光催化性能好，重复利用率高。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合粉末，其特征在于：所述Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合粉末中Fe、Si与Ti的摩尔比分别为1:4和1:10。
2.一种权利要求1所述的Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合粉末的制备方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
以钛酸四正丁酯为钛源，Fe(NO3)3·9H2O为铁源，正硅酸乙酯为硅源，采用溶胶-凝胶法得到Fe、Si共掺杂纳米TiO2溶胶，溶胶室温陈化3d后于100℃烘干10h，研磨30min，然后于马弗炉中600℃焙烧3h，随炉冷却，即制得本发明的Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合粉末。
3.一种Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合涂层的制备方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
(1)Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合粉末的制备：其按照权利要求2中所述的方法制备得到；
(2)喷涂粉末的制备：将步骤(1)中制得的Fe、Si共掺杂TiO2复合粉末通过喷雾干燥技术制备成适于热喷涂的微米级Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合粉末；
(3)基体表面清理、喷砂处理；
(4)等离子喷涂：采用等离子喷涂设备在经步骤(3)处理的基体表面制备Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合涂层；
喷涂前基体预热至150～200℃，喷涂过程中的参数：主气Ar 80L/min，辅气H2 10L/min，喷涂电压60V，喷涂电流450A，喷涂距离80～100mm，送粉速率15g/min，喷涂用粉为步骤(2)制备得到的微米级Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合粉末，粒径为41-96μm。
4.根据权利要求3所述的Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)的具体操作为：
以Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合粉末为原料，聚乙烯醇为粘结剂，采用V型混料机混合均匀，然后喷雾干燥，再过筛，取160-350目之间的细粉，即为微米级Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合粉末。
5.根据权利要求3所述的Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)的具体操作为：
采用15mm×20mm的片状基体，分别用无水乙醇和去离子水超声清洗，烘干；采用粒径为200-700μm的棕刚玉砂对基体表面进行喷砂粗化处理，提高基体表面的粗糙度。
6.根据权利要求5所述的Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合涂层的制备方法，其特征在于：所述片状基体为304不锈钢。
7.根据权利要求3所述Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)制得的Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合涂层厚度为200-300μm，涂层中TiO2的晶相为锐钛矿型和金红石型，锐钛矿型TiO2占涂层的质量百分比为6.25％。
8.一种Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合涂层，其特征在于：所述涂层是按照权利要求3中所述方法制备得到的。
9.一种权利要求8中所述Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合涂层的应用，其特征在于：所述涂层用于光催化降解空气或污水中的有机污染物。
CN201810896242.1A 2018-08-08 2018-08-08 Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合粉末及复合涂层的制备方法和应用 Pending CN109126794A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810896242.1A CN109126794A (zh) 2018-08-08 2018-08-08 Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合粉末及复合涂层的制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810896242.1A CN109126794A (zh) 2018-08-08 2018-08-08 Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合粉末及复合涂层的制备方法和应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109126794A true CN109126794A (zh) 2019-01-04

Family

ID=64792115

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810896242.1A Pending CN109126794A (zh) 2018-08-08 2018-08-08 Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合粉末及复合涂层的制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109126794A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020142936A (ja) * 2019-03-04 2020-09-10 信越化学工業株式会社 酸化チタン微粒子、その分散液、及び分散液の製造方法
WO2020179514A1 (ja) * 2019-03-04 2020-09-10 信越化学工業株式会社 酸化チタン微粒子混合物、その分散液、光触媒薄膜、光触媒薄膜を表面に有する部材及び酸化チタン微粒子分散液の製造方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1450123A (zh) * 2003-04-28 2003-10-22 西安交通大学 一种纳米结构二氧化钛光催化涂层的制备方法
CN1569714A (zh) * 2003-07-24 2005-01-26 中国耀华玻璃集团公司 光催化自洁涂层组合物及其制备方法
US20110120087A1 (en) * 2009-11-23 2011-05-26 Airflow Catalyst Systems Apparatus with Catalyst for the Reduction of Nitrogen Dioxide (NO2) to Nitric Oxide (NO) by Chemical Means in a Diesel Catalytic Support
CN102816988A (zh) * 2012-07-30 2012-12-12 常州大学 一种具有生物活性的氧化钛-氧化铌复合涂层的制备方法
CN104152840A (zh) * 2014-08-06 2014-11-19 常州大学 一种制备具有特殊微纳结构TiO2/Ta2O5复合涂层的方法
CN104846318A (zh) * 2015-05-09 2015-08-19 安徽鼎恒再制造产业技术研究院有限公司 一种Fe-SiC-TiO2纳米涂层材料及其制备方法
CN107398138A (zh) * 2017-08-15 2017-11-28 天津市职业大学 一种光催化灰霾消减剂及其制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1450123A (zh) * 2003-04-28 2003-10-22 西安交通大学 一种纳米结构二氧化钛光催化涂层的制备方法
CN1569714A (zh) * 2003-07-24 2005-01-26 中国耀华玻璃集团公司 光催化自洁涂层组合物及其制备方法
US20110120087A1 (en) * 2009-11-23 2011-05-26 Airflow Catalyst Systems Apparatus with Catalyst for the Reduction of Nitrogen Dioxide (NO2) to Nitric Oxide (NO) by Chemical Means in a Diesel Catalytic Support
CN102816988A (zh) * 2012-07-30 2012-12-12 常州大学 一种具有生物活性的氧化钛-氧化铌复合涂层的制备方法
CN104152840A (zh) * 2014-08-06 2014-11-19 常州大学 一种制备具有特殊微纳结构TiO2/Ta2O5复合涂层的方法
CN104846318A (zh) * 2015-05-09 2015-08-19 安徽鼎恒再制造产业技术研究院有限公司 一种Fe-SiC-TiO2纳米涂层材料及其制备方法
CN107398138A (zh) * 2017-08-15 2017-11-28 天津市职业大学 一种光催化灰霾消减剂及其制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
YANMING LIN ET AL.: ""Electronic and optical performances of Si and Fe-codoped TiO2 nanoparticles: A photocatalyst for the degradation of methylene blue"", 《APPLIED CATALYSIS B: ENVIRONMENTAL》 *
李晓俊 等编: "《纳米材料的制备及应用研究》", 31 July 2006, 山东大学出版社 *
田庆华 等著: "《钴氧化物无氨草酸沉淀-热分解制备新工艺研究》", 31 October 2015, 冶金工业出版社 *

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020142936A (ja) * 2019-03-04 2020-09-10 信越化学工業株式会社 酸化チタン微粒子、その分散液、及び分散液の製造方法
WO2020179517A1 (ja) * 2019-03-04 2020-09-10 信越化学工業株式会社 酸化チタン微粒子、その分散液、及び分散液の製造方法
WO2020179514A1 (ja) * 2019-03-04 2020-09-10 信越化学工業株式会社 酸化チタン微粒子混合物、その分散液、光触媒薄膜、光触媒薄膜を表面に有する部材及び酸化チタン微粒子分散液の製造方法
JP2020142935A (ja) * 2019-03-04 2020-09-10 信越化学工業株式会社 酸化チタン微粒子混合物、その分散液、光触媒薄膜、光触媒薄膜を表面に有する部材及び酸化チタン微粒子分散液の製造方法
CN113518763A (zh) * 2019-03-04 2021-10-19 信越化学工业株式会社 氧化钛微粒混合物、其分散液及其制造方法、光催化剂薄膜、具有光催化剂薄膜的构件
CN113544094A (zh) * 2019-03-04 2021-10-22 信越化学工业株式会社 氧化钛微粒、其分散液和所述分散液的制造方法
JP7070474B2 (ja) 2019-03-04 2022-05-18 信越化学工業株式会社 酸化チタン微粒子、その分散液、及び分散液の製造方法
JP7088082B2 (ja) 2019-03-04 2022-06-21 信越化学工業株式会社 酸化チタン微粒子混合物、その分散液、光触媒薄膜、光触媒薄膜を表面に有する部材及び酸化チタン微粒子分散液の製造方法
CN113544094B (zh) * 2019-03-04 2023-08-29 信越化学工业株式会社 氧化钛微粒、其分散液和所述分散液的制造方法
TWI849069B (zh) * 2019-03-04 2024-07-21 日商信越化學工業股份有限公司 氧化鈦微粒子、其分散液及該分散液之製造方法
US12097484B2 (en) 2019-03-04 2024-09-24 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Titanium oxide fine particles, dispersion liquid thereof, and method for producing dispersion liquid

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Xu et al. Enhanced photocatalytic activity of hierarchical ZnO nanoplate-nanowire architecture as environmentally safe and facilely recyclable photocatalyst
CN106475125B (zh) 石墨相氮化碳与纳米二氧化钛复合涂料添加剂及制备方法
CN101116808B (zh) 一种具有负离子释放功能的光催化粉体及其制备方法
CN103949278B (zh) 氮掺杂石墨烯/氮掺杂TiO2光催化材料涂覆的铝制品
TWI359698B (en) Method for producing catalyst for wastewater treat
CN101333075A (zh) 自清洁钢化玻璃的制备方法
CN102744049A (zh) 一种在氧化铝泡沫陶瓷上制备TiO2 薄膜的工艺
CN104722314B (zh) 一种TiO2包覆PbS的TiO2/PbS双层复合纳米管阵列的制备方法
CN108579721B (zh) 一种用于空气voc处理的光催化剂的制备方法
CN1206384C (zh) 在基材上形成纳米二氧化钛光催化活性剂涂层的方法
CN109126794A (zh) Fe、Si共掺杂纳米TiO2复合粉末及复合涂层的制备方法和应用
CN104226287B (zh) 纳米二氧化钛光催化剂薄膜的制备工艺
CN105217676B (zh) 具有纳米片及纳米多孔结构的氧化钛气凝胶及其制备方法
CN114196241A (zh) 一种光催化自清洁涂料及其制备方法和应用
CN108067215A (zh) 一种锶掺杂纳米二氧化钛光催化涂层及其制备方法
CN109364903A (zh) 一种高比表面积纳米二氧化钛光催化涂层及制备方法
CN105964283A (zh) 一种微纳结构光催化涂层及其制备方法
CN110560024A (zh) 一种无机材料用光催化涂层的制备方法
CN108636394B (zh) 一种纳米二氧化钛光催化涂层的制备方法
CN107008240A (zh) 氧化铝开孔泡沫陶瓷负载Si掺杂的纳米晶二氧化钛光催化剂及其制备方法
CN109762377B (zh) 纳米自清洁薄膜的制备方法和灯具
CN104911672B (zh) 一种WO3掺杂的TiO2光催化膜层的微弧氧化溶液及其应用
Evtushenko et al. Synthesis and properties of TiO 2-based nanomaterials
US8343282B2 (en) Photocatalytic auto-cleaning process of stains
CN104437516B (zh) 一种CuCrO2/TiO2复合光催化剂及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190104

RJ01 Rejection of invention patent application after publication