[发明专利]担载有二氧化钛层的无机非金属矿物复合材料及制备方法

说明书

本发明属于复合材料制备技术领域，公开了一种担载有二氧化钛层的无机非金属矿物复合材料及制备方法，所述担载有二氧化钛层的无机非金属矿物复合材料包括无机非金属矿物载体、担载在所述载体上的纳米二氧化钛层、担载在所述纳米二氧化钛层上的功能层；所述担载有二氧化钛层的无机非金属矿物复合材料的制备方法包括将单分散微球溶液与粘合剂混合液与纳米二氧化钛分散液混合，并将无机非金属矿物浸入混合液体中，得到预聚物；将预聚物置于模框中固化。本发明制备的复合材料能发挥光催化活性，拓宽了复合材料的应用领域，提高了最终产品的综合性能；制备复合材料的方法简单、成本低，无需高温煅烧，可制得担载率较高的纳米二氧化钛层。

技术领域

本发明属于复合材料制备技术领域，尤其涉及一种担载有二氧化钛层的无机非金属矿物复合材料及制备方法。

背景技术

目前，二氧化钛是与我们生活密切相关的一种重要化工原料，当其粒径下降到纳米级时，由于其特殊的结构层次，使其具备较好的吸收紫外线的光学性能和光催化性能，因此成为近20年的研究热点。但由于纳米二氧化钛较大的比表面能，使纳米二氧化钛在涂料、塑料、纸张、橡胶、环境处理等领域中应用，不能实现真正的纳米分散，只能以微米级团聚体的形式存在于应用体系中，不能充分展现纳米性能。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：目前纳米二氧化钛不能实现真正的纳米分散，只能以微米级团聚体的形式存在于应用体系中，不能充分展现纳米性能。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种担载有二氧化钛层的无机非金属矿物复合材料及制备方法。

本发明是这样实现的，一种担载有二氧化钛层的无机非金属矿物复合材料的制备方法，所述担载有二氧化钛层的无机非金属矿物复合材料的制备方法包括以下步骤：

步骤一，将钛酸正丁酯加入至无水乙醇中，按1200～2000r/min的速度搅拌均匀形成钛醇液；所述酸正丁酯在无水乙醇的浓度为80～150g/L；

步骤二，将乙基纤维素加入至步骤一得到的钛醇液中，在功率为800～1200W、温度为40～80℃的条件下微波反应3～5h，得到分散钛液；

步骤三，将步骤二得到的分散钛液进行高压静电纺丝，然后在4～8℃条件下低温固化30～60min，得到纳米纤维；

步骤四，将步骤三得到的纳米纤维放入紫外光照装置内，在温度为50～70℃，光照强度为5～15W/cm²的恒温光照条件下反应2～5h，制得所述纳米二氧化钛；

步骤五，将过渡金属盐、表面活性剂以及去离子水混合均匀后，在搅拌的条件下加入络合剂再次混合搅拌，搅拌反应1.5h～2.0h，即可制得所述过渡金属盐溶液；

步骤六，按照无机酸：无机非金属矿物：纳米二氧化钛：过渡金属盐溶液＝8～12：12～15：10～15：5～8的质量比，分别称量无机酸、第一分散剂、第二分散剂、无机非金属矿物、纳米二氧化钛以及过渡金属盐溶液；

步骤七，将所述纳米二氧化钛、第一分散剂、偶联剂混合后，得到纳米二氧化钛水溶液；向水溶液中加入所述过渡金属盐溶液，在50～400℃条件下搅拌均匀后，超声分散，得到纳米二氧化钛分散液；

步骤八，将所述无机酸、第二分散剂和无机非金属矿物混合溶于水中，备用作载体材料的无机非金属矿物的分散悬浮液；

步骤九，将单分散微球溶液与粘合剂混合，超声分散，得到混合液A；将混合液A与纳米二氧化钛分散液混合后，再与无机非金属矿物的分散悬浮液混合，得到混合液B；

步骤十，将含有无机非金属矿物的混合液B进行超声分散，得到分散液；对分散液搅拌1～3h，得到均相溶液；