[发明专利]一种可见光催化改性二氧化钛及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及牙齿美白技术，具体的说是一种可见光催化改性二氧化钛及其制备方法和应用。采用钛酸丁酯与硝酸铋在低沸点有机溶剂中发生溶胶凝胶反应，然后高温煅烧即得球状结构的铋掺杂二氧化钛。将所述纳米改性二氧化钛应用于牙齿美白凝胶。本发明所得牙齿美白凝胶利用纳米改性二氧化钛的光催化活性，通过辅助可见光光照产生强氧化性的电子空穴，电子空穴也可以协同催化分解双氧水产生羟基自由基(·OH)，提高双氧水的催化活性，电子空穴和·OH能够显著增加对牙齿的美白效果。

技术领域

本发明涉及牙齿美白技术，具体的说是一种可见光催化改性二氧化钛及其制备方法和应用。

背景技术

美白凝胶是一项流行于欧美的牙齿美白技术，使用波长在480～520nm范围内的高强度蓝光照射在双氧水凝胶上，使双氧水分解产生具有强氧化活性的氧化物种，比如羟基自由基(·OH)，·OH的氧化电位高达2.8V，能够氧化沉积在牙齿上的黄色素和黑色素，达到美白效果。虽然美白凝胶技术已较为成熟，但是目前市场上的冷光牙齿美白产品仍存在一些问题。首先，美白凝胶的氧化效率不高，需要延长光照时间才能取得良好的美白效果；其次，在利用高能量蓝光作为激发光源，可能会导致眼花、炫目，甚至增加患眼病的机率；同时，美白凝胶普遍存在储存期短的不足，存储和生产过程中，可见光都会加速双氧水分解，缩短美白凝胶的存储时间。

因此，如何开发一种由温和光线，比如可将光，便能催化氧化，且能协同过氧化氢分解产生·OH的牙齿美白凝胶，同时延长美白凝胶的存储时间，是提高牙齿美白技术的安全可靠性急需解决的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于以克服现有技术的不足，提供一种含有可见光催化活性改性二氧化钛。

本发明的另一个目的，是要提供上述可见光催化活性的纳米改性二氧化钛的制备工艺和光吸收剂的制备工艺。

本发明的还有一个目的，是要提供上述光催化活性的纳米改性二氧化钛在制备冷光牙齿美白凝胶的应用。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种可见光催化改性二氧化钛，采用钛酸丁酯与硝酸铋在低沸点有机溶剂中发生溶胶凝胶反应，然后高温煅烧即得球状结构的铋掺杂二氧化钛。

所述钛酸丁酯与硝酸铋的摩尔比为1:3～1:10(优选为1:5)，所述有机溶剂为丙酮、甲乙酮、无水乙醇、环己酮中的任意一种或几种。

一种可见光催化改性二氧化钛的制备方法，将钛酸丁酯逐滴加入到低沸点有机溶剂与硝酸铋的混合液中，发生溶胶凝胶反应5～10h(优选为8h)，而后真空干燥后在500℃～700℃(优选为600℃)下煅烧1-2h(优选为1.5h)，得到球状结构铋掺杂二氧化钛。

一种可见光催化改性二氧化钛的制备方法，所述可见光催化改性二氧化钛在制备牙齿美白凝胶中的应用。

一种牙齿美白凝胶，按重量份计的如下组分：权利要求1所述可见光催化改性二氧化钛1～5份、稳定剂0.01～0.5份、凝胶剂1～3份、30％双氧水20～35份、脱敏剂0.1～2份、助剂0.1～0.5份、碱溶液10-30份，去离子水80～300份。

进一步的说，按重量份计的如下组分：权利要求1所述可见光催化改性二氧化钛1.5份、稳定剂0.30份、凝胶剂1.4份、30％双氧水25份、脱敏剂0.5份、助剂1.0份、碱溶液10份，去离子水85份。

所述稳定剂由抗氧剂和光吸收剂按质量比为1：5～1:10(优选为1:7)的比例组成，其中抗氧剂为:2，6-三级丁基-4-甲基苯酚和/或双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚，光吸收剂是邻苯二酚单苯甲酸酯。

所述邻苯二酚单苯甲酸酯采用苯甲酰氯和邻苯二酚为原料通过酯化反应制备所得，其中苯甲酰氯与邻苯二酚的摩尔比为1:1～3:1；反应体系为pH值为6.5～8.5；反应温度为25℃～35℃；反应时间为1.5h～3h。