一种自清洁涂层及其制备方法和在洗衣机上的应用技术

本发明专利技术涉及清洁涂层领域，公开了一种自清洁涂层及其制备方法和在洗衣机上的应用，自清洁涂层包括如下质量份的原料，光催化剂1

【技术实现步骤摘要】
一种自清洁涂层及其制备方法和在洗衣机上的应用


[0001]本专利技术涉及清洁涂层领域，具体涉及一种自清洁涂层及其制备方法和在洗衣机上的应用。

技术介绍

[0002]洗衣机技术诞生于1858年，已有150多年的历史。在150多年里，洗衣机材质从木头到工程塑料；洗衣功能上也经历了手动、半自动、全自动的过程，洗衣机无论从结构还是功能都是愈发智能化、科技化。然而针对最基本的功能—衣物清洗功能，虽然出现了一些新兴技术，如利用超声振荡、电解双氧水、高压电场诱导产生双氧水等技术，实现了免洗涤剂的使用，但是这些技术仍存在如下的缺点：成本高、运维成本高、洗涤效果较差以及安全性差，从而无法广泛应用。因此，目前洗衣机工作原理主要是配合洗涤剂去除污渍。
[0003]洗涤剂的使用对环境污染不容忽视，洗涤剂含有高浓度磷化合物以及难分解的高分子化合物，减少甚至杜绝洗涤剂的使用对日益重视的环保事业尤为重要。此外，目前洗衣机程序繁杂，往往需要耗费大量的水资源、电资源，而且长时间的洗涤过程给人们的生活带来极大不便。此外，洗衣机长时间使用会造成霉菌生长、产生异味。综上，开发一种高效能、安全环保的洗衣机对于节能环保意义重大。

技术实现思路

[0004]本专利技术意在提供一种自清洁涂层及其制备方法和在洗衣机上的应用，以实现节约用水、用电、分解洗衣机内部霉菌、分解异味、减小污染物排放、缩短洗涤时间的目的。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种自清洁涂层，包括如下质量份的原料，光催化剂1
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>10份、去离子水1
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100份、胶水1
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40份。
[0006]本技术方案还提供一种自清洁涂层的制备方法，包括如下步骤：
[0007]步骤I：制备光催化剂；
[0008]步骤II：制备光催化浆料，将光催化剂、去离子水和胶水按比例混合均匀；
[0009]步骤III：喷涂，将光催化浆料喷涂在洗衣机内筒壁上，烘干。
[0010]另一方面，本技术方案还提供一种自清洁涂层在洗衣机上的应用，将自清洁涂层喷涂在洗衣机内筒壁上，并在洗衣机内放置光源，光源为紫外光、红外光或白光。
[0011]本方案的原理及优点是：本技术方案中，针对目前衣物洗涤剂存在的残留、耗水量大以及排放污染问题，不同于现有技术中优化洗涤剂的思路，而是跳脱出来，直接从源头入手，开发了一种自清洁涂层，以该涂层喷涂于洗衣机的内筒上，利用该涂层替代现有的洗涤剂，佐以光源催化，高效、环保、安全地分解污染物，如染料、油脂、病菌、异味、挥发性有机物等，从而规避传统洗衣液的残留和环境污染问题。在研发制备该自清洁涂层时，通过对光催化剂、去离子水以及胶水添加量的优化设计，能够保证涂层与洗衣机内壁结合的牢固性，在保证高的光催化活性的同时，还能够避免涂层出现脱落的问题，使得该自清洁涂层能够长久有效的发挥光催化分解效果。
[0012]优选的，作为一种改进，光催化剂为光催化材料，光催化材料为氧化钛、氧化锌、氧化钨、氮化碳、卤素银系光催化材料、磷酸银、三氧化二铟、钛酸锶、钒酸铋、硫化锌、硫化铜、氧化亚铜中的一种或多种组合。
[0013]本技术方案中，上述的光催化材料均能够稳定的发挥光催化效果，且与胶水结合效果好，能够保证喷涂的均匀性。
[0014]优选的，作为一种改进，光催化剂为光催化材料与多孔材料复合而成，光催化材料为氧化钛、氧化锌、氧化钨、氮化碳、卤素银系光催化材料、磷酸银、三氧化二铟、钛酸锶、钒酸铋、硫化锌、硫化铜、氧化亚铜中的一种或多种组合，多孔材料为沸石粉、分子筛、活性炭、多孔氧化铝、介孔氧化硅、介孔碳、介孔硅、炭黑、凹凸棒、膨润土、硅藻土、三维石墨烯、金属有机物框架材料、共价有机框架材料、二维的金属碳化物或氮化物中的一种或多种组合。
[0015]本技术方案中，上述的多孔材料均为无机孔状结构，其不易受温度影响，性质稳定，在于光催化材料结合时的高温退火阶段能够避免结构出现坍塌问题。
[0016]优选的，作为一种改进，光催化剂为壳核结构、分形结构、纳米线、纳米管、多边形结构或棒状结构。
[0017]本技术方案中，制备而成的光催化剂结构多样，可以根据实际需要具体选择，提供了更多的可选择空间。
[0018]优选的，作为一种改进，光催化剂为多孔材料核
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介孔量子氧化钛壳的壳核结构材料。
[0019]本技术方案中，利用介孔量子氧化钛壳包裹多孔材料，获得的壳核结构的光催化剂，能够代替现有的洗涤剂，且经试验验证光催化剂在波长为400
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800nm的光催化作用下，能够有效降解染料，且在进行多次(5次)循环后，其降解率仍能够维持在90％左右的高水平状态，可持续循环使用。
[0020]优选的，作为一种改进，胶水为水性胶水。
[0021]本技术方案中，所用胶水为水性胶水，不含重金属成分，避免因重金属的存在而抑制光催化材料的活性。
[0022]优选的，作为一种改进，光催化剂为多孔材料核
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介孔量子氧化钛壳的壳核结构材料，光催化剂的制备方法包括如下步骤：
[0023]S1：将钛源与硫酸混合反应制得硫酸氧钛溶液；
[0024]S2：向硫酸氧钛溶液中加入多孔材料制得硫酸氧钛包覆的多孔材料；
[0025]S3：继续加入碱性材料生成氢氧化钛壳
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多孔材料核的壳核结构材料；
[0026]S4：固液分离、洗涤、干燥后，高温煅烧得到多孔材料核
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介孔量子氧化钛壳的壳核结构光催化剂。
[0027]本技术方案中，为了制备出高性能的光催化剂，专利技术人进行了多番研究。二氧化钛(TiO2)作为一种最常见的半导体光催化剂，因其价格低廉、无毒、化学性能稳定等特点，被广泛运用到光催化降解染料污水、水裂解制氢能源等领域。纯二氧化钛具有较宽的能隙，导致了二氧化钛只能吸收紫外光，而紫外光只占据太阳光5％的能量，导致光催化相应范围局限，影响光催化效果。针对上述问题，尝试通过二氧化钛表面修饰，金属离子掺杂可以显著提升光生载流子的迁移速率，非金属离子掺杂可以引入掺杂能级导致材料可以吸收长波长，从而实现可见光吸收。通过贵金属(铂、金、银等)表面沉积促进光生载流子迁移到材料
表面；或者与其它窄能隙半导体(SiO2、ZnO)形成异质结以促进光生载流子分离；或者添加光敏化剂实现可见光吸收，例如金属钌(Ru)的联吡啶配合物系列、金属锇(Os)的联吡啶配合物系列等都可作为光敏化染料。这些方法虽然能够在一定程度上拓展光响应区间，但是往往存在拓展范围有限、可见光吸收能力不足等缺点。
[0028]本方案以钛源、硫酸制得硫酸氧钛后，加入多孔材料制得混合液，利用多孔材料表面亲水性能，硫酸氧钛溶液快速扩散到多孔材料孔隙中，得到硫酸氧钛包覆的多孔材料。而后进行沉淀
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自组装，碱性物质扩散至多孔材料孔隙中，与硫酸氧钛反应生成氢氧化钛，氢氧化钛受高温退火作用，由多孔材料内部自发向外蔓本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自清洁涂层，其特征在于：包括如下质量份的原料，光催化剂1
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10份、去离子水1
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100份、胶水1
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40份。2.根据权利要求1所述的一种自清洁涂层，其特征在于：所述光催化剂为光催化材料，光催化材料为氧化钛、氧化锌、氧化钨、氮化碳、卤素银系光催化材料、磷酸银、三氧化二铟、钛酸锶、钒酸铋、硫化锌、硫化铜、氧化亚铜中的一种或多种组合。3.根据权利要求1所述的一种自清洁涂层，其特征在于：所述光催化剂为光催化材料与多孔材料复合而成，所述光催化材料为氧化钛、氧化锌、氧化钨、氮化碳、卤素银系光催化材料、磷酸银、三氧化二铟、钛酸锶、钒酸铋、硫化锌、硫化铜、氧化亚铜中的一种或多种组合，所述多孔材料为沸石粉、分子筛、活性炭、多孔氧化铝、介孔氧化硅、介孔碳、介孔硅、炭黑、凹凸棒、膨润土、硅藻土、三维石墨烯、金属有机物框架材料、共价有机框架材料、二维的金属碳化物或氮化物中的一种或多种组合。4.根据权利要求1所述的一种自清洁涂层，其特征在于：所述光催化剂为壳核结构、分形结构、纳米线、纳米管、多边形结构或棒状结构。5.根据权利要求4所述的一种自清洁涂层，其特征在于：所述光催化剂为多孔材料核
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介孔量子氧化钛壳的壳核结构材料。6.根据权利要求5所述的一种自清洁涂层，其特征在于：所述胶水为水性胶...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾和平，冯光，胡梦云，
申请(专利权)人：上海朗研光电科技有限公司华东师范大学，
类型：发明
国别省市：