技术摘要：
本发明涉及了一种电气石/二氧化钛复合光触媒溶胶的制备及其应用，所述复合溶胶由钛盐、电气石、醇溶液、酸性水溶液制备而成；所述钛盐是指钛酸丁酯、钛酸甲酯、四氯化钛、硫酸氧钛中的任一种；所述醇溶液是指无水乙醇、甲醇、异丙醇中的一种或者多种；所述酸性水溶液是  全部
背景技术：
随着全球经济的快速发展，全球环境日益严峻，各种有毒有害物质严重污染着人 们的生活环境，引起了全世界的广泛关注。因此，消除工业废物和环境中的污染物已引起学 术界和工业界的研究人员和科学家的广泛关注。TiO2，ZnO，CdS和Cu2O等许多半导体材料已 用于催化氧化以保护环境。在这些半导体中，具有出色的催化性能的TiO2因其强的光反应 性，高效，化学惰性，具有广泛的环保潜力，无毒且成本低而被公认为是最有效和广泛使用 的光催化剂之一。TiO2半导体的光催化作用是通过吸收具有相对于带隙(hv≥Eg)的足够能 量的光子而引发的，这会导致电荷从电子的价带(VB)到导带(CB)的分离而分离，使电子和 空穴分开。空穴可以直接氧化有机污染物，也可以与H2O分子反应形成·OH自由基，由于它 们的强氧化性，它们可以几乎无选择地降解溶液中的任何有机化学物质。光生电子还可以 与水溶性氧和H 反应形成H2O2，H2O2可以进一步被光分解为·OH自由基。不幸的是，这种光生 电子空穴对可以快速重新结合，陷入亚稳态，这限制了光催化技术实际应用的进一步扩展。 因此，阻止电子-空穴复合可以被认为是增强TiO2的光催化活性的策略之一。 电气石是一种环状结晶硅酸盐矿物，含有Al，Na，Ca，Mg，B，Fe，水，氟化物等元素。 电气石矿物材料具有自然的电极性，热电性，压电性，辐射波长4-14μm的红外性能，释放负 离子的性能，因此在环保领域具有非常广阔的应用前景。利用天然电气石矿物质管理空气 或水中重金属离子污染的研究已经开始。由于电气石颗粒表面的强静电场，它可以抑制 TiO2光生空穴和电子的复合，从而提高光催化性能。从这个意义上讲，预计TiO2和电气石的 组合可以应对基于TiO2的光催化中的量子效率和纳米粒子聚集的挑战。
技术实现要素：
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种低成本，稳定性好，多 功能的电气石/二氧化钛复合光触媒溶胶。同时提供一种该复合溶胶的制备方法，该方法工 艺简单，推广方便，易于规模化产业，成本低廉；同时也提出了该溶胶的应用途径，即将所述 的多功能的电气石/二氧化钛复合光触媒溶胶，按照需要用去离子水或者异丙醇稀释1-10 倍，得到喷涂液，直接喷涂到各种金属，陶瓷制品，多级孔材料的表面，得到具有光催化降解 有机污染物、甲醛以及释放负离子能力的陶瓷制品，具有杀菌功能的卫生洁具以及空气净 化材料。可将所述的多功能的电气石/二氧化钛复合光触媒溶胶固液分离，采用150-300℃ 水热处理、冷冻干燥的方法和400-600℃热处理的方法制备得到含纳米二氧化钛、电气石的 多功能复合微粉。 本发明解决复合溶胶技术问题的技术方案是：一种电气石/二氧化钛复合光触媒 溶胶，所述复合溶胶由钛盐、电气石、醇溶液、酸性水溶液制备而成；所述钛盐是指钛酸丁 4 CN 111604044 A 说　明　书 2/7 页 酯、钛酸甲酯、四氯化钛、硫酸氧钛中的任一种；所述醇溶液是指无水乙醇、甲醇、异丙醇中 的一种或者多种；所述酸性水溶液是指由盐酸、硝酸、醋酸中的一种和几种和去离子水的混 合溶液。 本发明解决所述制备方法技术问题的技术方案是：首先配制酸性水溶液的步骤： 在去离子水中加入硝酸、醋酸、盐酸、硫酸中一种或两种以上，得到酸性水溶液； 进一步地，配制钛溶液的步骤：将钛盐分散于异丙醇中，得到钛溶液； 进一步地，混合的步骤：在搅拌、室温条件下，将所得的钛溶液逐滴加入到酸性水 溶液中，得到含钛水溶液； 进一步地，加入电气石的步骤：将电气石粉末加入到异丙醇溶液中，超声分散，将 超声分散均匀的电气石异丙醇溶液缓慢加入到上述含钛水溶液中。 进一步地，陈化的步骤：搅拌条件下，室温下陈化处理3-10天，得到光触媒溶胶，陈 化过程中搅拌可以防止溶胶分层而影响均匀性。 进一步地，低温保存的步骤：将光催化溶胶封装后在5-40℃下保存、待用。 进一步地，在配制酸性水溶液的步骤中，所述酸性水溶液的pH值为1.5-6。 进一步地，在配制钛溶液的步骤中，所述含钛醇盐选自钛酸丁酯、四氯化钛、四异 丙醇钛、异丙醇钛中的一种或两种以上，所述含钛醇盐的用量为1-30g/L。 进一步地，在混合的步骤中，所述搅拌的速度为500-1500rpm，所述温度条件为室 温。 进一步地，加入电气石的步骤中，所述超声条件为20-40KHz；所述电气石的用量为 0.4-12g/L。 本发明解决所述复合溶胶应用技术问题的技术方案是:本发明所述的电气石/二 氧化钛复合光触媒溶胶用去离子水或者异丙醇根据需要稀释1-10倍，制成喷涂液；将该喷 涂液用超声喷雾的方法喷涂到各种陶瓷、金属、多级孔材料表面，形成镀膜，再在400-600℃ 下恒温热处理10-30min，即可形成稳定、牢固的功能涂层。制成了具有光催化降解有机污染 物、甲醛以及释放负离子能力的陶瓷制品，具有杀菌功能的卫生洁具，空气净化材料。本发 明所述的电气石/二氧化钛复合光触媒溶胶又可直接进行固液分离，即可通过150-300℃水 热处理8-15h，在水洗离心，在冷冻干燥处理12-36h；也可在80℃干燥6-12h，在400-600℃热 处理5-120min，得到含有电气石、纳米二氧化钛的复合功能微粉。 相比现有技术，本发明的有益效果在于： (1)本发明以将二氧化钛和电气石有机的结合起来，一方面由于电气石天然所带 的永久电极性，电气石能够吸附二氧化钛光催化剂在光照下产生的光生电子，从而降低光 生电子和空穴再复合的几率，可以提高二氧化钛光催化剂的光催化活性；另一方面加入电 气石后，膜的比表面积有所提高，因而复合光催化剂表面能够形成更多的活性位，从而提高 对污染物的吸附性能，增大其光催化效率。进而得到具有高光催化性能的电气石/二氧化钛 复合材料。所得电气石/二氧化钛复合材料在紫外光、可见光或紫外-可见混合光照条件下， 可将甲醛等有机污染物分解为其他小分子，具有杀菌、甲醛等有机物污染物降解的作用。此 外电气石/二氧化钛复合材料还具有辐射红外线、释放负离子等功能。实现电气石/二氧化 钛复合材料的健康环保多功能化。可与陶瓷制品相结合，在室内家居、医院、学校、养老院、 写字楼等场合用作墙面饰材，能显著提高舒适度，实现高质量的健康生活。 5 CN 111604044 A 说　明　书 3/7 页 (2)该材料的制备方法简单易控，原料量丰价廉，应用范围广，易工业化生产，规模 化简单，在满足健康家居、低碳绿色环保生活要求的各种材料中具有广阔的应用前景。 附图说明 图1为摘要中所述复合溶胶中的一种； 图2为摘要中所述陶瓷基体图片； 图3为本发明实施例5-8复合功能微粉紫外-可见光下降解罗丹明染料水溶液的脱 色曲线； 图4为本发明实施例9-10多级孔陶瓷材料紫外-可见光下降解罗丹明染料水溶液 的脱色曲线； 图5为本发明实施例11-12多级孔陶瓷材料紫外-可见光下降解罗丹明染料水溶液 的脱色曲线； 图6为本发明实施例5复合微粉的氮气吸附-脱附曲线； 图7为本发明实施例5复合微粉的孔径分布曲线； 图8为本发明实施例6复合微粉的扫描电子显微镜照片； 图9为本发明实施例8复合微粉的扫描电子显微镜照片； 图10为本发明实施例5-9复合微粉的XRD照片； 图11为本发明实施例5-9复合微粉的红外图谱； 图12为本发明实施例5-9复合微粉的紫外-可见漫反射光谱图； 图13为本发明实施例5-9复合微粉的带隙图谱； 图14为本发明实施例5-9复合微粉的光致发光图谱； 图15为本发明实施例8-9复合微粉的扫描图。