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一种可析出锐钛矿晶体的光催化釉的配方及制备方法

阅读：685发布：2023-02-26

专利汇可以提供一种可析出锐钛矿晶体的光催化釉的配方及制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种可析出锐钛矿晶体的光催化釉的配方及制备方法，属于陶瓷技术领域；该光催化釉由以下重量份的组分组成：10-12份TiO2，48-50份SiO2，2-4份Al2O3，16-18份B2O3，7.5-9份Na2O，6-7.5份K2O，1-3份MgO，1-3份P2O5，1份氟（F），将上述配方的釉料烧成熔块，研磨过200目筛子烘干后即得熔块釉。本发明直接将TiO2加入熔块釉中，在釉熔体冷却时成功析出了锐钛矿晶体，理论上有益于光催化活性。，下面是一种可析出锐钛矿晶体的光催化釉的配方及制备方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种可析出锐钛矿晶体的光催化釉的配方，其特征在于，由以下重量份的组分组成：
10-12份TiO2，48-50份SiO2，2-4份Al2O3，16-18份B2O3，7.5-9份Na2O，6-7.5份K2O，1-3份MgO，
1-3份P2O5，1份F。
2.根据权利要求1所述的一种可析出锐钛矿晶体的光催化釉的配方，其特征在于，光催化釉采用熔块釉的方式制备。
3.制备权利要求1或2所述的一种可析出锐钛矿晶体的光催化釉的方法,其特征在于,包括以下步骤：
1）按配方称量原料；
2）将已称量好的原料球磨混合均匀，得混合料；
3）将所述混合料装入刚玉坩埚，放入马弗炉中，升温至1300-1500℃保温；
4）从马弗炉中取出刚玉坩埚，把高温玻璃液倒入水中淬冷；
5）将冷却后的玻璃渣取出，在球磨机中球磨，过筛，取筛下料烘干，得到熔块釉，即光催化釉。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤2）所述球磨混合的时间为10-
30min。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤3）所述升温的速率为5-10℃/min。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤3）所述保温的时间为1-2h。
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤5）所述过筛是过200目筛子。

说明书全文

一种可析出锐钛矿晶体的光催化釉的配方及制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于陶瓷技术领域，具体涉及一种可析出锐钛矿晶体的光催化釉的配方及制备方法。

背景技术

[0002] 自Fujishima在TiO2 电极上发现水可以被光解成氢气和氧气以来，TiO2成为一种重要的光催化材料，在杀菌、污染物处理等领域获得了广泛的应用。TiO2的光催化反应的实质是一种绿色，节能，环保的氧化还原反应，因此TiO2是一种环境友好型材料，具有无毒，稳定，成本低等特点。

[0003] TiO2主要有三种晶体：锐钛矿，金红石，板钛矿。其中，人们对于金红石和锐钛矿型TiO2研究较多，然而金红石由于禁带宽度较低，以及电子空穴复合率较高的原因，其光催化活性相比锐钛矿晶体要差很多，因而工业上一般用锐钛矿降解污染物。锐钛矿晶体的能带间隙为3.2eV，理论上可以吸收低于387.5nm的紫外光。

[0004] 锐钛矿型TiO2一般在500-700℃相变为金红石。由于传统陶瓷的烧结温度一般都在1100℃以上，锐钛矿通常难以在陶瓷釉中稳定存在。

[0005] 为抑制锐钛矿的相变，工业上通常将改性过的锐钛矿粉体涂覆于釉面再低温煅烧固载，然而这种方法制备的涂层与釉面适配性不良，涂层易磨损脱落，寿命与陶瓷不匹配，不利实际应用。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于寻找一种配方和方法，使获得的熔块釉能够直接在烧成时析出锐钛矿晶体，从而避免后期涂膜带来的问题，得到一种光催化性能良好且耐磨的陶瓷釉。

[0007] 本发明的目的通过下述技术方案实现。

[0008] 一种可析出锐钛矿晶体的光催化釉的配方，由以下重量份的组分组成：10-12份TiO2，48-50份SiO2，2-4份Al2O3，16-18份B2O3，7.5-9份Na2O，6-7.5份K2O，1-3份MgO，1-3份P2O5，1份氟（F）。

[0009] 优选的，光催化釉采用熔块釉的方式制备。

[0010] 以上所述的一种可析出锐钛矿晶体的光催化釉的制备方法,包括以下步骤：1）按配方称量原料；
2）将已称量好的原料球磨混合均匀，得混合料；
3）将所述混合料装入刚玉坩埚，放入马弗炉中，升温至1300-1500℃保温；
4）从马弗炉中取出刚玉坩埚，把高温玻璃液倒入水中淬冷；
5）将冷却后的玻璃渣取出，在球磨机中球磨，过筛，取筛下料烘干，得到熔块釉，即光催化釉。

[0011] 优选的，步骤2）所述球磨混合的时间为10-30min。

[0012] 优选的，步骤3）所述升温的速率为5-10℃/min。

[0013] 优选的，步骤3）所述保温的时间为1-2h。

[0014] 优选的，步骤5）所述过筛是过200目筛子。

[0015] 相对于现有技术，本发明具有以下优点和有益效果：本发明直接将TiO2混入釉料中熔融，之后将其施于基体表面，避免了二次涂膜的方法，一方面工艺简单；一方面为锐钛矿晶体釉的制备提供了新的思路。
附图说明

[0016] 图1为实施例2制备的熔块的XRD图谱。

[0017] 图2为实施例2烧成后釉面的XRD图谱。

具体实施方式

[0018] 下面将通过具体实例对本发明的方法作进一步的说明，但本发明不仅限于所述实施例。

[0019] 实施例1本发明的一种锐钛矿结晶的光催化釉的配方，包括以下重量组成的组分:将10份TiO2,
50份SiO2，2份Al2O3，18份B2O3，7.5份Na2O，7.5份K2O，1份MgO，3份P2O5，1份氟（F）混料。

[0020] 制备步骤：（1）按配方称量原料；
（2）将已称量好的原料球磨混合，混料时间为10min；
（3）将混合料装入刚玉坩埚，放入马弗炉中，以10℃/min的升温速率升至1300℃，保温
2h；
（4）从炉中取出坩埚，把高温玻璃液迅速倒入水中淬冷；
（5）将冷却后的玻璃渣取出，在球磨机中球磨，过200目筛子，取筛下料烘干，得到熔块釉。

[0021] 本实施例制得的熔块釉在1180℃下保温20min后，随空气冷却3min后，于750℃下保温20min。由XRD谱图可以发现，釉面上析出了较多的锐钛矿晶体和微量金红石。相比涂膜方法，釉层与基体结合更紧密，与基体寿命更匹配。

[0022] 实施例2本发明的一种锐钛矿结晶的光催化釉的配方，包括以下重量组成的组分:将12份TiO2,
48份SiO2，2份Al2O3，18份B2O3，7.5份Na2O，7.5份K2O，1份MgO，3份P2O5，1份氟（F）混料。

[0023] 制备步骤：（1）按配方称量原料；
（2）将已称量好的原料球磨混合，混料时间为30min；
（3）将混合料装入刚玉坩埚，放入马弗炉中，以5℃/min的升温速率升至1500℃，保温
1h；
（4）从炉中取出坩埚，把高温玻璃液迅速倒入水中淬冷；
（5）将冷却后的玻璃渣取出，在球磨机中球磨，过200目筛子，取筛下料烘干，得到熔块釉。

[0024] 如图1所示，本实施例得到的熔块釉中并未发现任何晶体峰，说明原料已被熔融完全；如图2，制得的熔块釉在1180℃下保温20min后，随空气冷却2min后，于750℃下保温20min。釉面烧成后，成功的析出了锐钛矿晶体。利于耐磨性的提高。

[0025] 实施例3本发明的含有锐钛矿晶体的光催化釉的配方，包括以下重量组成的组分:按重量组成的组分，将12份TiO2, 48份SiO2，4份Al2O3，16份B2O3，9份Na2O，6份K2O，3份MgO，1份P2O5，1份氟（F）混料。

[0026] 制备步骤：（1）按配方称量原料；
（2）将已称量好的原料球磨混合，混料时间为20min；
（3）将混合料装入刚玉坩埚，放入马弗炉中，以10℃/min的升温速率升至1450℃，保温
1.5h；
（4）从炉中取出坩埚，把高温玻璃液迅速倒入水中淬冷；
（5）将冷却后的玻璃渣取出，在球磨机中球磨，过200目筛子，取筛下料烘干，得到熔块釉。

[0027] 本实施例制得的熔块釉在1180℃下保温20min后，随空气冷却2.5min后，于750℃下保温20min。由XRD检测发现，釉面上析出了较多的锐钛矿晶体和微量金红石。相比涂膜方法，釉层与基体结合更紧密，与基体寿命更匹配。

[0028] 上述实施例仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中的某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。

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