纳米TiO2/SiO2复合光催化剂的制备与性能优化

"本文介绍了纳米TiO2/SiO2复合光催化剂的制备工艺，重点关注其在环境功能涂料中的应用，解决TiO2纳米颗粒在水性涂料中的团聚问题，提高分散稳定性和光催化活性。研究采用溶胶-凝胶法制备了分散性好、光催化活性可控的复合粉体，并探讨了包覆剂用量、包覆温度和中和时间对催化剂性能的影响。通过实验优化得到最佳制备条件，包括分散剂5027的使用量、分散液pH值、中和时间和包覆温度等参数。该工作对于纳米材料在环保涂料领域的应用具有重要意义。" 文章详细讨论了环境功能涂料中纳米TiO2/SiO2复合光催化剂的制备方法。传统的TiO2纳米颗粒在水性涂料中存在团聚现象，导致分散性差，影响了涂料的光催化效果。为了解决这一问题，研究人员采用溶胶-凝胶法制备了以锐钛矿型纳米TiO2粉体为基体，用Na2SiO3作为包覆剂，H2SO4作为中和剂的复合粉体。这种方法可以显著改善纳米颗粒的分散性，并且能控制光催化活性。 实验结果显示，包覆剂Na2SiO3的用量、包覆过程中的温度以及中和时间是决定催化剂分散稳定性和光催化活性的关键因素。通过调整这些参数，可以优化催化剂的性能。具体来说，最佳的制备条件为：5027分散剂的用量占总质量的2%，分散液的pH值约为9.5，中和时间为2小时。此外，包覆温度可根据对光催化活性的不同需求，选择23°C或80°C。进一步地，Na2SiO3的用量相对于TiO2的比例为6%，陈化液的pH值应控制在9.0左右。 这种纳米TiO2/SiO2复合粉体的制备工艺为环境功能涂料提供了一种有效提升性能的途径。光催化氧化是涂料的重要特性，能够分解空气中的有害物质，如挥发性有机化合物（VOCs），从而净化空气，改善室内环境质量。通过优化这些参数，可以制备出既能稳定分散在涂料中，又能高效催化光降解污染物的纳米复合材料。 该研究为环境功能涂料领域带来了新的技术突破，通过调控纳米材料的制备条件，可以实现更优的光催化性能和分散稳定性。这对于提高环保涂料的性能，推动其在建筑、汽车、家具等领域的应用具有重大意义。同时，这种纳米复合材料的制备工艺也为其他纳米材料在各种应用中的改性提供了参考。