專(zhuān)利名稱(chēng)：一種納米級(jí)二氧化鈦的分散固定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種納米級(jí)二氧化鈦的分散固定方法。
背景技術(shù)：
二氧化鈦對(duì)光有很好的散射效應(yīng)，對(duì)紫外光有很好的吸收效果，因此對(duì)底材的遮蓋率極佳。其最佳的平均粒徑為200～300nm，當(dāng)20～50nm時(shí)其遮蓋率下降，則可以應(yīng)用于防曬保養(yǎng)品。進(jìn)一步將二氧化鈦粒徑降低至10nm以下，則開(kāi)始呈現(xiàn)光催化效應(yīng)。但是當(dāng)二氧化鈦粒徑下降為納米級(jí)尺寸時(shí)，其分散能力下降，而且不容易分散在所需固體表面或溶液中。
目前，納米級(jí)二氧化鈦固定在各種基材的常見(jiàn)方法，有直接燒結(jié)法和高分子接著法等。如圖1所示，在陶瓷基材20表面涂布一層陶瓷緩沖層1，再于陶瓷緩沖層1表面涂布一層二氧化鈦層3，通過(guò)燒結(jié)使二氧化鈦層3固定在陶瓷基材20表面。但是上述直接燒結(jié)法進(jìn)行燒結(jié)程序時(shí)，二氧化鈦本身也會(huì)出現(xiàn)燒結(jié)現(xiàn)象，所以使其不具有納米級(jí)尺寸。如圖2所示，有機(jī)或無(wú)機(jī)基材30表面與二氧化鈦層3之間通過(guò)高分子接著劑2接著固定。但是該高分子接著法，需要先將納米級(jí)二氧化鈦晶體分散在溶劑中，再涂布在有機(jī)或無(wú)機(jī)基材30上。所以，除要克服材料間的接著性外，獲得高分散性的溶液也是難點(diǎn)。
有鑒于此，提供一種在固體表面和溶液中分散固定納米級(jí)二氧化鈦的方法實(shí)為必要。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種在固體表面和溶液中分散固定納米級(jí)二氧化鈦的方法。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種納米級(jí)二氧化鈦的分散固定方法，其包括以下步驟提供一表層具有鈦酸鹽的粉體或基材；將粉體或基材浸泡在酸性溶液中反應(yīng)；再經(jīng)固液分離程序分離出具有二氧化鈦附著的粉體或基材，或在酸性溶液中分散納米級(jí)二氧化鈦。
與先前技術(shù)相比，本發(fā)明利用鈦酸鹽的粉體或基材在酸性溶液反應(yīng)下生成金屬離子和殘留納米級(jí)二氧化鈦層的技術(shù)，使本發(fā)明制備的納米級(jí)二氧化鈦層具有與基材間較強(qiáng)的鍵結(jié)性和因?yàn)橄惹扳佀猁}晶格結(jié)構(gòu)所提供的分散性的優(yōu)點(diǎn)。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)直接燒結(jié)法示意圖。
圖2是現(xiàn)有技術(shù)有機(jī)接著法示意圖。
圖3是鈦酸鹽粉體制作納米級(jí)二氧化鈦層示意圖。
圖4是鈦酸鹽基材制作納米級(jí)二氧化鈦層示意圖。
圖5是無(wú)機(jī)或有機(jī)基材上鍍鈦酸鹽薄膜示意圖。
圖6是無(wú)機(jī)或有機(jī)基材上形成二氧化鈦層示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖3所示，為本發(fā)明第一實(shí)施例，其步驟如下提供一粉體4，該粉體為鈦酸鹽粉體或表層含有鈦酸鹽的粉體。表層含有鈦酸鹽的粉體其表面所含鈦酸鹽層厚度不限，優(yōu)選為大于20nm。
將粉體4浸泡在適當(dāng)?shù)乃崛芤褐羞M(jìn)行反應(yīng)，在粉體4表面均勻形成納米級(jí)二氧化鈦層13。
在常溫常壓下，酸性溶液環(huán)境中，鈦酸鹽與酸反應(yīng)，生成二氧化鈦、金屬離子和水，其反應(yīng)如下，A可以為鋇、鍶、鉛等金屬。鈦酸鹽溶解出金屬離子和二氧化鈦，因?yàn)槎趸伒娜芙鈖H值約1～2，所以反應(yīng)后金屬離子溶解，而在粉體4表面均勻形成納米級(jí)二氧化鈦層13，其厚度約為幾個(gè)二氧化鈦結(jié)晶結(jié)構(gòu)的厚度。上述酸溶液可以為醋酸、鹽酸、檸檬酸或硫酸等。但是，因酸性溶液的種類(lèi)、溫度或壓力等環(huán)境不同時(shí)，形成二氧化鈦層的厚度也有所不同。
再經(jīng)固液分離程序，分離出具有二氧化鈦附著的粉體。該粉體可以應(yīng)用在任何材料表面。另外，酸溶液中也分散含有納米級(jí)二氧化鈦。
如圖4所示，為本發(fā)明第二實(shí)施例，其步驟如下提供一鈦酸鹽基材40。
以傳統(tǒng)的燒結(jié)技術(shù)，將鈦酸鹽基材40表面進(jìn)行燒結(jié)。
再以適當(dāng)?shù)乃嵝匀芤哼M(jìn)行表面溶解，鈦酸鹽基材40表面溶解出金屬離子和形成納米級(jí)二氧化鈦層23。該酸溶液可以為醋酸、鹽酸、檸檬酸或硫酸等。因?yàn)槎趸伒娜芙鈖H值約1～2，所以反應(yīng)后金屬離子溶解，而在鈦酸鹽基材40表面均勻生成納米級(jí)二氧化鈦層23。從而，可以在鈦酸鹽基材表面制作納米級(jí)的二氧化鈦層23。該二氧化鈦層23是利用先前結(jié)晶結(jié)構(gòu)的限制而達(dá)到分散固定的效果，其厚度約為幾個(gè)二氧化鈦結(jié)晶結(jié)構(gòu)的厚度。
如圖5和圖6所示，為本發(fā)明第三實(shí)施例，其步驟如下提供一無(wú)機(jī)或有機(jī)基材50。
在無(wú)機(jī)或有機(jī)基材50表面形成鈦酸鹽薄膜14；以適當(dāng)?shù)乃嵝匀芤涸阝佀猁}薄膜14進(jìn)行表面溶解，鈦酸鹽薄膜14溶解出金屬離子和形成納米級(jí)二氧化鈦層33。該酸溶液可以為醋酸、鹽酸、檸檬酸或硫酸等。因?yàn)槎趸伒娜芙鈖H值約1～2，所以反應(yīng)后金屬離子溶解，而在無(wú)機(jī)或有機(jī)基材50表面均勻生成納米級(jí)二氧化鈦層33，其厚度約為幾個(gè)二氧化鈦結(jié)晶結(jié)構(gòu)的厚度。經(jīng)上述酸反應(yīng)技術(shù)完全或部分反應(yīng)，產(chǎn)生具固定位置的納米級(jí)二氧化鈦層33。
另外，上述三個(gè)實(shí)施例以外，任何其表面含有大于20nm厚度的鈦酸鹽的材料都可以應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)制備在其表面分散固定納米級(jí)二氧化鈦的材料。
權(quán)利要求
1.一種納米級(jí)二氧化鈦的分散固定方法，包括下列步驟提供一粉體，其含有鈦酸鹽；將上述粉體浸泡在酸溶液中進(jìn)行反應(yīng)；經(jīng)固液分離程序，分離出具有二氧化鈦附著的粉體。
2.如權(quán)利要求1所述的納米級(jí)二氧化鈦的分散固定方法，其特征在于粉體為鈦酸鹽分布于粉體表層。
3.如權(quán)利要求2所述的納米級(jí)二氧化鈦的分散固定方法，其特征在于鈦酸鹽厚度大于20nm。
4.如權(quán)利要求1所述的納米級(jí)二氧化鈦的分散固定方法，其特征在于酸溶液為醋酸、鹽酸、檸檬酸或硫酸。
5.如權(quán)利要求1所述的納米級(jí)二氧化鈦的分散固定方法，其特征在于二氧化鈦厚度為幾個(gè)二氧化鈦結(jié)晶結(jié)構(gòu)的厚度。
6.一種納米級(jí)二氧化鈦的分散固定方法，包括下列步驟提供一鈦酸鹽基材；以傳統(tǒng)的燒結(jié)技術(shù)，將鈦酸鹽基材40表面進(jìn)行燒結(jié)；再以適當(dāng)?shù)乃嵝匀芤哼M(jìn)行表面溶解，鈦酸鹽基材表面溶解出金屬離子并形成納米級(jí)二氧化鈦層。
7.如權(quán)利要求6所述的納米級(jí)二氧化鈦的分散固定方法，其特征在于酸溶液為醋酸、鹽酸、檸檬酸或硫酸。
8.如權(quán)利要求6所述的納米級(jí)二氧化鈦的分散固定方法，其特征在于二氧化鈦層厚度為幾個(gè)二氧化鈦結(jié)晶結(jié)構(gòu)的厚度。
9.一種納米級(jí)二氧化鈦的分散固定方法，包括下列步驟提供一無(wú)機(jī)或有機(jī)基材；在無(wú)機(jī)或有機(jī)基材表面上形成鈦酸鹽薄膜；再以適當(dāng)?shù)乃嵝匀芤涸阝佀猁}薄膜進(jìn)行表面溶解，鈦酸鹽薄膜溶解出金屬離子并形成納米級(jí)二氧化鈦層。
10.如權(quán)利要求9所述的納米級(jí)二氧化鈦的分散固定方法，其特征在于酸溶液為醋酸、鹽酸、檸檬酸或硫酸。
11.如權(quán)利要求9所述的納米級(jí)二氧化鈦的分散固定方法，其特征在于二氧化鈦層厚度為幾個(gè)二氧化鈦結(jié)晶結(jié)構(gòu)的厚度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種納米級(jí)二氧化鈦的分散固定方法。表層具有鈦酸鹽的粉體或基材，在酸性溶液環(huán)境下，表層鈦酸鹽分解成留下的二氧化鈦和溶解在酸性溶液中的金屬離子。本方法步驟包括提供一表層具有鈦酸鹽的粉體或基材；將上述粉體或基材浸泡在酸性溶液中反應(yīng)；再經(jīng)固液分離程序分離出具有二氧化鈦附著的粉體或基材，或在酸性溶液中分散納米級(jí)二氧化鈦。本發(fā)明能在固體表面或溶液中分散固定納米級(jí)二氧化鈦。
文檔編號(hào)C01G23/047GK1569647SQ0313990
公開(kāi)日2005年1月26日 申請(qǐng)日期2003年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月17日
發(fā)明者黃文正, 黃全德 申請(qǐng)人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司