[发明专利]一种玻璃负载纳米TiO2/SiO2膜的制备方法及应用

摘要

本发明涉及一种玻璃负载纳米TiO₂/SiO₂膜的制备方法，采取的技术方案包括纳米TiO₂水溶胶的制备、纳米SiO₂水溶胶的制备、纳米TiO₂/SiO₂水溶胶的制备和TiO₂/SiO₂光催化膜的制备四部分。本发明还提供一种玻璃负载纳米TiO₂/SiO₂膜的应用方法，采取的技术方案包括纳米TiO₂/SiO₂光催化膜性能测试和纳米TiO₂/SiO₂光催化膜再生二部分。在太阳光下照射4h，厚度为200~400nm的光催化膜对10mg/L的甲基橙模拟废水降解率为84%，失活的光催化膜可用模拟风、光、酸雨和人工清洗方式再生。

主权项

一种玻璃负载纳米TiO₂/SiO₂膜的制备方法，其特征为采取的技术方案包括纳米TiO₂水溶胶的制备、纳米SiO₂水溶胶的制备、纳米TiO₂/SiO₂水溶胶和TiO₂/SiO₂光催化膜的制备四部分，具体的实施步骤为：（1）将硫酸氧钛结晶溶解在去离子水中，搅拌溶解形成透明钛盐溶液，加入强碱性阴离子交换树脂，强烈搅拌1.0h，用滤网过滤分离离子交换树脂，用去离子水清洗离子交换树脂，得到白色水合TiO₂悬浮液；在搅拌下向水合TiO₂悬浮液加入草酸，使水合TiO₂悬浮液pH=1.9，在60℃下加热搅拌2h，水合TiO₂悬浮液逐渐变为透明纳米TiO₂水溶胶；（2）在带搅拌的四口玻璃反应器中加入乙醇、去离子水、质量百分浓度为25%的浓氨水、正硅酸乙酯，在室温下进行水解反应48h，水溶胶pH=9.1；向正硅酸乙酯水解液中加入去离子水，转入带刺形分馏柱的玻璃蒸馏塔中，蒸馏分出乙醇水溶液，将其通过强酸性阳离子交换树脂柱脱除残余的铵离子，得到pH为2.0~2.5的酸性纳米二氧化硅水溶胶；（3）将纳米TiO₂水溶胶与纳米SiO₂水溶胶 分别按m（TiO₂）：m（SiO₂）=1：1‑10比例混合复配，纳米TiO₂/SiO₂混合水溶胶在一周内没有发生任何变化；（4）将先后用稀硝酸、去离子水和无水乙醇清洗干净的25.4mm×76.2mm玻璃载波片，分别浸入纳米TiO₂/SiO₂混合水溶胶中0.5~1min，然后缓慢提拉出玻璃载波片，在玻璃表面形成淡蓝色膜；将镀膜的玻璃片挂在100~150℃烘箱中干燥1~3min，直接进行下一次的涂膜，可以得到不同涂膜厚度的玻璃片，最后在500~600℃高温炉中烧结0.5~2h。