一种碳包裹二氧化钛纳米晶外墙修饰剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种碳包裹二氧化钛纳米晶外墙修饰剂的制备方法，包括以下步骤：1）在室温条件下，将四氯化钛和醇按照一定的体积比混合，再将pH=3的20‑30 wt%葡萄糖溶液按一定体积比滴加到上述溶液中制备前驱体溶液；2）将前驱体溶液搅拌1‑2小时后转移到水热釜中，控制溶剂温度在160℃‑200℃，保温时间在12 h至72 h，将产物离心分离后转移至真空安瓿瓶中并在微波条件下反应10‑30分钟；本发明专利技术能喷涂在建筑物外墙表面，吸附和降解有机污染物，具备普通外墙不具备的吸附和清洁有机污染物的作用。

Preparation of a Carbon-coated Titanium Dioxide Nanocrystalline Exterior Wall Modifier

【技术实现步骤摘要】
一种碳包裹二氧化钛纳米晶外墙修饰剂的制备方法
本专利技术涉及环境材料
，具体讲是一种碳包裹二氧化钛纳米晶外墙修饰剂的制备方法。
技术介绍
近年来环境污染问题日趋突出，已成为阻碍社会生产力发展和影响人们身体健康的重要原因，因而有效的利用现有技术开发新型实用的环保技术是21世纪影响人类生存和健康的战略性课题。建筑外墙涂料可以美化人们的居住环境，但目前功能化的外墙涂料较少。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，克服以上现有技术的缺点：提供一种具有吸附、清洁功能、使建筑物外墙功能化的碳包裹二氧化钛纳米晶外墙修饰剂的制备方法，以该方法制备的碳包裹二氧化钛纳米晶外墙修饰剂能喷涂在建筑物外墙表面，吸附和降解有机污染物，具备普通外墙不具备的吸附和清洁有机污染物的作用。本专利技术的技术解决方案如下：一种碳包裹二氧化钛纳米晶外墙修饰剂的制备方法，包括以下步骤：1）在室温条件下，将四氯化钛和醇按照一定的体积比混合，再将pH=3的20-30wt%葡萄糖溶液按一定体积比滴加到上述溶液中制备前驱体溶液；2）将前驱体溶液搅拌1-2小时后转移到水热釜中，控制溶剂温度在160℃-200℃，保温时间在12h至72h，将产物离心分离后转移至真空安瓿瓶中；3）将含有物料的真空安瓿瓶减压至-0.09MPa密封，并在微波条件下反应10-30分钟，即可制备得到碳包裹二氧化钛纳米晶外墙修饰剂。根据上述方法制得的碳包裹二氧化钛纳米晶外墙修饰剂，碳包裹二氧化钛纳米晶为球形，粒径为200-800nm，碳层包裹在TiO2的表面，TiO2为锐钛矿晶相，整个材料在水溶液中呈现均匀分散状态，便于喷涂在外墙表面增加与墙体的作用力，具有吸附和去除气相甲苯的能力。本专利技术的有益效果是：本专利技术采用原位醇热技术结合微波蒸空加热，制备碳包裹二氧化钛纳米晶外墙修饰剂。通过控制四氯化钛、醇和蔗糖的比例，可制备不同C修饰量的碳包裹二氧化钛纳米晶。该复合材料在模拟污染物降解实验中，可在短时间内快速消除有机污染物。因此，本专利技术在建筑物外墙功能化方面具有良好的应用前景。附图说明图1为实施例C@TiO2-8样品的扫描电镜图。图2为实施例C@TiO2-1（左）和C@TiO2-4（右）样品的透射电镜图。图3为实施例不同样品的XRD图。图4为实施例不同C@TiO2样品的模拟污染物去除实验图。具体实施方式下面用具体实施例对本专利技术做进一步详细说明，但本专利技术不仅局限于以下具体实施例。实施例1在室温条件下，将1mL四氯化钛和40mL乙醇混合。再将pH=3的20wt%葡萄糖溶液0.5mL滴加到上述溶液中制备前驱体溶液。搅拌1小时后，将前驱体溶液转移到水热釜中，控制溶剂热温度在160℃，保持12h。将产物离心分离后转移至真空安瓿瓶中。将含有物料的真空安瓿瓶减压密封（-0.09MPa），并在700W微波条件反应10分钟，即可制备出碳包裹二氧化钛纳米晶外墙修饰剂。标记为C@TiO2-1。实施例2在室温条件下，将5mL四氯化钛和40mL乙醇混合。再将pH=3的30wt%葡萄糖溶液2mL滴加到上述溶液中制备前驱体溶液。搅拌2小时后，将前驱体溶液转移到水热釜中，控制溶剂热温度在200℃，保持72h。将产物离心分离后转移至真空安瓿瓶中。将含有物料的真空安瓿瓶减压密封（-0.09MPa），并在700W微波条件反应30分钟，即可制备出碳包裹二氧化钛纳米晶外墙修饰剂。标记为C@TiO2-2。实施例3在室温条件下，将2mL四氯化钛和40mL乙醇混合。再将pH=3的25wt%葡萄糖溶液5mL滴加到上述溶液中制备前驱体溶液。搅拌1.5小时后，将前驱体溶液转移到水热釜中，控制溶剂热温度在180℃，保持36h。将产物离心分离后转移至真空安瓿瓶中。将含有物料的真空安瓿瓶减压密封（-0.09MPa），并在700W微波条件反应20分钟，即可制备出碳包裹二氧化钛纳米晶外墙修饰剂。标记为C@TiO2-3。实施例4在室温条件下，将5mL四氯化钛和40mL乙醇混合。再将pH=3的30wt%葡萄糖溶液5mL滴加到上述溶液中制备前驱体溶液。搅拌2小时后，将前驱体溶液转移到水热釜中，控制溶剂热温度在180℃，保持72h。将产物离心分离后转移至真空安瓿瓶中。将含有物料的真空安瓿瓶减压密封（-0.09MPa），并在700W微波条件反应30分钟，即可制备出碳包裹二氧化钛纳米晶外墙修饰剂。标记为C@TiO2-4。实施例5在室温条件下，将3mL四氯化钛和40mL乙醇混合。再将pH=3的20wt%葡萄糖溶液3mL滴加到上述溶液中制备前驱体溶液。搅拌1小时后，将前驱体溶液转移到水热釜中，控制溶剂热温度在160℃，保持72h。将产物离心分离后转移至真空安瓿瓶中。将含有物料的真空安瓿瓶减压密封（-0.09MPa），并在700W微波条件反应20分钟，即可制备出碳包裹二氧化钛纳米晶外墙修饰剂。标记为C@TiO2-5。实施例6在室温条件下，将1mL四氯化钛和40mL乙醇混合。再将pH=3的20wt%葡萄糖溶液3mL滴加到上述溶液中制备前驱体溶液。搅拌1小时后，将前驱体溶液转移到水热釜中，控制溶剂热温度在160℃，保持24h。将产物离心分离后转移至真空安瓿瓶中。将含有物料的真空安瓿瓶减压密封（-0.09MPa），并在700W微波条件反应10分钟，即可制备出碳包裹二氧化钛纳米晶外墙修饰剂。标记为C@TiO2-6。实施例7在室温条件下，将2mL四氯化钛和40mL乙醇混合。再将pH=3的25wt%葡萄糖溶液1mL滴加到上述溶液中制备前驱体溶液。搅拌1小时后，将前驱体溶液转移到水热釜中，控制溶剂热温度在180℃，保持36h。将产物离心分离后转移至真空安瓿瓶中。将含有物料的真空安瓿瓶减压密封（-0.09MPa），并在700W微波条件反应15分钟，即可制备出碳包裹二氧化钛纳米晶外墙修饰剂。标记为C@TiO2-7。实施例8在室温条件下，将4mL四氯化钛和40mL乙醇混合。再将pH=3的20wt%葡萄糖溶液1mL滴加到上述溶液中制备前驱体溶液。搅拌2小时后，将前驱体溶液转移到水热釜中，控制溶剂热温度在200℃，保持18h。将产物离心分离后转移至真空安瓿瓶中。将含有物料的真空安瓿瓶减压密封（-0.09MPa），并在700W微波条件反应20分钟，即可制备出碳包裹二氧化钛纳米晶外墙修饰剂。标记为C@TiO2-8。不同制备条件下碳包裹二氧化钛纳米晶的结构参数如下表1：表1：实施例微球大小(nm)比表面积（m2/g）C@TiO2-1195172C@TiO2-250090C@TiO2-3300153C@TiO2-452098C@TiO2-5302117C@TiO2-6200198C@TiO2-7208136C@TiO2-8402105图1为C@TiO2-8样品的扫描电镜图。由图可见样品为球形，粒径约为400nm。图2为C@TiO2-1（左）和C@TiO2-4（右）样品的透射电镜图。由图可见样品为球形，C@TiO2-1粒径约为200nm，C@TiO2-4粒径约为520nm。图3为不同样品的XRD图。由图可见样品中TiO2以锐钛矿相存在，且未发现其他相。模拟污染物降解实验在本实验过程中，称取样品50mg，均匀涂在45cm2玻璃表面。使用520±10ppm甲苯作为模拟气体。先进行暗光吸附2.0小时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳包裹二氧化钛纳米晶外墙修饰剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1）在室温条件下，将四氯化钛和醇按照一定的体积比混合，再将pH=3的20‑30 wt%葡萄糖溶液按一定体积比滴加到上述溶液中制备前驱体溶液；2）将前驱体溶液搅拌1‑2小时后转移到水热釜中，控制溶剂温度在160℃‑200℃，保温时间在12 h至72 h，将产物离心分离后转移至真空安瓿瓶中；3）将含有物料的真空安瓿瓶减压至‑0.09 MPa密封，并在微波条件下反应10‑30分钟，即可制备得到碳包裹二氧化钛纳米晶外墙修饰剂。

【技术特征摘要】
1.一种碳包裹二氧化钛纳米晶外墙修饰剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1）在室温条件下，将四氯化钛和醇按照一定的体积比混合，再将pH=3的20-30wt%葡萄糖溶液按一定体积比滴加到上述溶液中制备前驱体溶液；2）将前驱体溶液搅拌1-2小时后转移到水热釜中，控制溶剂温度在160℃-200℃，保温时间在12h至72h，将产物离心分离后转移至真空安瓿瓶中；3）将含有物料的真空安瓿瓶减压至-0.09MPa密封，并在微波条件下反应10-30分钟，即可制备得到碳包裹二氧化钛纳米晶外墙修饰剂。2.根据权利要求1所述的碳包裹二氧化钛...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱建，单兴刚，陈纳新，
申请(专利权)人：上海万铭环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31