光催化防锈涂料的制备及性能研究.pdf

第40卷第4期
化工机拔
光催化防锈涂料的制备及性能研究
梁宏宝孙露2陈颖孙男男
(1.东北石油大学.机科学与工程学院;b.化学化工学院石油与天然气化工重点实验室;
2.中国石油大庆油田有限责任公司:3.中国石油大庆石化公司)
要基于金属高子掺杂技术,制各在可见光辐条件下具有良好光催化性能的政性T02光化
蚜潦,并研宽其对甲气体的降鼾作用,利用X射析射和外-可见分光光谱表征政性TiO1光偉
化荆的微晶足寸、品体錯构与光学性能。採讨了M/TiO2獒型、光催化荆添加量、甲醛初始液度、光源、涂
族层数和重复用次对甲醛解的影响。錯表明:谳光催化防涂不仅兵有良好的物理化学性
能,还能达到净化堂内空气的目的,在光催化剂杂量为2.5%,甲初始滾度为0.1g/mL,涂膜层数
为一县时放果最佳
关词光催化涂料甲盛亚酸钙
中分発号TQ050.9
文放标识码A
文号02546094(2013)04-042505
随着现代化建设的发展和人们工作生活水平3mn后缓缓加入一定量的改性T02粉体,搅拌
的提高,由室内装修、家具材料引起的室内环境污分散30min,得到水性胶体。然后低速搅拌该分
染问题越来越受到人们的重视。挥发性有机散体系,缓缓加人 CAHPO,填料,高速搅拌40min
化合物是污染室内空气的主要有毒物质2,在诸使之分散充分,然后低速搅拌并加入一定量的乳
多挥发性有机化合物中,甲醛对室内空气污染的液、消泡剂搅拌均匀后超声40min,制得TO2光催
影响最大。在涂料中加入光催化剂,可以赋予化涂料,密封保存。涂料基本配方(质量分数)见
涂料净化空气的作用“?,利用TiO2良好的化学
稳定性及吸附能力强等特点[],可以完全或部
1涂料基本配方
%
分降解甲醛等有害气体。亚酸钙是20世纪90
原料
年代开发的一种高效、无毒防锈颜料2],具有
配比
良好的耐腐蚀霨高温性能,是经济、优良的颜填
M/Ti02
料,将其与改性TiO2混合配制成具有净化空气功
乳液
能的新型光催化防锈涂料,具有现实的应用意义
OP-10
和发展意义[]。
CAHPO3·H20
笔者以自制的改性T02为功能性组分、处理
消泡剂
置量
含磷废水产生的沉淀物亚酸钙为填料,制备
乙二
光催化涂料。探讨不同离子、催化剂添加量、甲醛
水
量
初始浓度、光源及涂膜厚度等对甲醛光儀化降解
水
适量
的影响。
实验部分
1.2光催化涂料降解甲醛实验
1.1光催化涂料的制备
将光催化涂料涂在玻璃片上,待其干燥制成
将一定量的水、分散剂、乙二醇等均匀搅拌样品,放入ー干燥玻璃容器中,加入一定量的甲醛
景龙江省研究生创新科研项目( YSCX2011-135HL)。
梁宏宝,男,1956年8月生,教授。無龙江省大庆市,163318。
万方数据
426
化工机械
2013年
溶液,立即用胶塞密封,在37℃的烘箱中烘干过谱图,从图中可以看出金属元素的掺杂拓宽了
夜,使容器内涂料达到对甲醛的吸附平衡。测试TiO2在可见光范固内的响应”,有效提高增强
时,将反应容器置于光源正下方,每隔一定时间用M/TiO2对可见光的吸收,其中Cu/Ti02对可见光
注射器抽取一定量的气体,采用乙酰丙酮分光光的吸收能力最大,这就证明了Cu/TiO1涂料可以
度法(CB/T15516-95)测定甲醛浓度。以吸光度较好的响应对可见光源的吸收,实现对甲醛气体
对甲醛含量绘制标准曲线,其回归方程为:的降解。
y=0.0353x+0.000(Re2=0.999
2结果与讨论
2.1掺杂离子的影响
制备掺杂过渡金属Cu、Fe,稀土金属Ce、La
CURIO
的T02光催化剂,分别制备光催化涂料,考察对
Feftio
比不同离子掺杂改性Ti02涂料对甲醛降解率的
TO,、
La/Ti
影响,如图1所示。
200300
400
500600700
未掺
波长/nm
50上→掺铁
图3M/TiO2的紫外-可见分光光谱
一摻锅
图4为光催化涂料在不同光源辐照下对甲醛
的降解实验。对比可知掺杂改性后的光催化涂料
增强了对可见光部分的光谱吸收,在可见光辐照
10
下涂料对甲醛的降解率高于紫外光。
氙灯
时间/h
图1掺杂离子对甲醛降解率的影响
从图1可以看出,过渡金属的掺杂从不同程
度上提高了T02光催化涂料的光催化性能,其中
Cu/TiO2光催化涂料对甲醛的降解率最大。虽然
制得的M/TiO2粉体不同程度地显示出摻杂元素
时问/h
的稳定氧化物颜色,但是从图2中没有发现相应
图4光源对甲醛降解?的影响
的金属元素氧化物物相,这说明接杂物质在T022.2Cu/TO2添加量的影响
粉体中以弥散态存在。
分别制备掺杂不同质量分数的Cu/Ti02光催
化涂料,考察Cu/TiO2添加量对甲醛降解效果的
影响如图5所示。
CWTIO
Ceftin
08%
4.5%
La/Tio
8
5.6%
Tio
10203040506070
26/(°
时间/h
图2M/TiO2的XRD图
图3为M/TiO2催化剂的紫外一可见分光光
图5催化添加量对甲醛降解率的彩响
万方数据