Titanyum dioksit inorganik ve organik kaplama modifikasyon teknolojisi

Rutil titanyum dioksit, yaklaşık 3.0eV bant genişliğine sahip bir yarı iletkendir. Yüzey modifikasyonu olmadan güçlü fotokatalitik aktiviteye sahiptir, böylece güneş ultraviyole ışınlarının radyasyonu altında oldukça aktif oksijensiz radikaller üretebilir. , bu oksijensiz radikal, titanyum dioksit çevresindeki ortama zarar verecek ve ürünün hizmet ömrünü etkileyecek güçlü bir oksidasyon kabiliyeti sergileyebilir. Bu nedenle, titanyum dioksitin üretimi ve işlenmesinde yüzey modifikasyonu son derece önemli bir görevdir.

Yüzey modifikasyonu, titanyum dioksit yüzeyi ile reaksiyona girecek şekilde modifiye edici katkı maddelerinin kullanılması, böylece yüzey özelliklerinin değiştirilmesi ve ürünün performansının iyileştirilmesidir. Şu anda, titanyum dioksitin yüzey modifikasyonu kabaca iki yönteme ayrılmıştır: inorganik kaplama ve organik kaplama.

1. Titanyum dioksit inorganik kaplama

İnorganik kaplama, titanyum dioksit partiküllerinin yüzeyini, titanyum dioksitin performansını iyileştirmek için partiküller ve ortam arasında bir bariyer oluşturan sedimantasyon reaksiyonu yoluyla tek katmanlı veya çok katmanlı bir inorganik ince film ile kaplamaktır. Titanyum dioksitin inorganik yüzey modifikasyonu genel olarak alüminyum kaplama, silikon kaplama, zirkonyum kaplama ve çoklu karma kaplama yöntemleri ile yapılmaktadır.

Silikon kaplama için, nötr ve hafif asidik koşullar altında oluşturulan film nispeten “kabarıktır”, alkali koşullar altında oluşturulan film ise, genellikle silikon üretmek için sodyum silikatın hidrolizi yoluyla nispeten yoğundur. Miseller daha sonra titanyum yüzeyinde sabitlenir Ti-O-Si bağları yoluyla dioksit ve aynı zamanda Si-O-Si bağlarının oluşumu da filmin sürekli ve üniform olmasını sağlamak için kullanılabilir.

Alüminyum kaplama için Ti-O-Al bağı, titanyum dioksit yüzeyinde OH-Al ve -OH grubunun reaksiyonuyla oluşturulur. Küme sayısındaki artış kaplamayı kolaylaştırır. Aynı zamanda, yüksek pH koşulları altında, OH-Al’nin yönlü büyüme hızı, sıcaklık yükseldiğinde sedimantasyon hızına göre baskın bir konum işgal eder ve film morfolojisi, düzgün ve sürekli tabaka benzeri tabakalardan nispeten gevşek topaklara değişir. .

İnorganik kaplama, farklı işleme yöntemlerine göre özel olarak iki yönteme ayrılır: kuru kaplama ve ıslak kaplama.

(1) Titanyum dioksit kuru kaplama

Kuru kaplamada, metal halojenürler genellikle titanyum dioksitin yüzeyine hava spreyi ile tutturulur ve kavurma ve oksidasyondan sonra, partikül yüzeyinde ince bir film kaplaması oluşturmak üzere hidrolizini desteklemek için sıcak buhar verilir.

(2) Titanyum dioksit ıslak kaplama

Islak kaplama esas olarak üç türe ayrılan su ortamında gerçekleştirilir: kaynatma yöntemi, nötralizasyon yöntemi ve karbonizasyon yöntemi.

2. Titanyum dioksit organik kaplama

Organik kaplamanın gelişim tarihi, inorganik kaplamadan daha kısadır, ancak küçük dozaj (genellikle pigmentin ağırlığının sadece %0,1 ila %1’i) ve büyük etki özelliklerinden dolayı çok hızlı gelişir. Laboratuvarda yüksek hızlı dispersiyonlu ıslak yöntem, vibrasyonlu dispersiyon yöntemi ve gaz tozu makineli toz haline getirme yöntemi olmak üzere üç ana organik kaplama yöntemi vardır. Günlük deney sürecinde, işleme için esas olarak yüksek hızlı dağılım ıslak yöntemini benimsiyoruz.

Genel olarak, organik kaplama işleminde, organik arıtma maddesinin bir kısmı, fiziksel adsorpsiyon ile titanyum dioksitin yüzeyine bağlanır ve diğer kısım, parçacıkların yüzeyindeki hidroksil grupları ile reaksiyona girer ve daha sonra yakın bir şekilde birleşir. Titanyum dioksitin yüzeyi. Dağıtıcılar, bağlayıcı maddeler, yüzey aktif maddeler vb. kullanılır.

3. Titanyum dioksit ile kompozit kaplama

İnorganik kaplama ve organik kaplamanın kendi vurguları olduğundan. Genel olarak, inorganik kaplamanın temel amacı, titanyum dioksitin fotokatalitik aktivitesini azaltmak, hava koşullarına direncini arttırmak ve böylece ürünün hizmet ömrünü arttırmaktır, organik kaplamanın ana amacı ise ürünün dispersiyon kabiliyetini arttırmaktır. çeşitli medya ve dispersiyon kararlılığı.

İki yöntem birbirinin yerini alamaz, bu nedenle pratik uygulama operasyonlarında, önce inorganik kaplamanın çalışma modu ve ardından organik modifikasyon çoğunlukla amaca ulaşmak için titanyum dioksit parçacıklarının yüzeyini değiştirmek için kullanılır, yani silikon, Çözünür inorganik kullanmak alüminyum ve zirkonyum gibi kaynaklar (silikon dioksit, alüminyum oksit, vb. gibi), hava koşullarına dayanıklılıklarını artırmak için ilgili uygun sıcaklık ve pH koşulları altında bir veya birden fazla inorganik kaplama tabakasını tamamlar. Ardından, suda dağılabilirliğini ve dağılma stabilitesini geliştirmek için yağ asidi veya aromatik asit gruplarını güçlü hidrofilikliğe bağlamak için uygun bir köprü yapısı seçin.