[00736375]Sol-gel与高频作用木材表面负载硅钛复合膜的调控机理及其光催化、疏水性研究
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技术详细介绍
木材作为一种环保材料,易加工,强重比高,纹理独特,具有调温、调湿等功能。但也有诸多缺陷:易吸湿,且引起尺寸变化、变形,污染物附着表面后,改变了表面颜色,甚至表面化学结构发生改变,导致木材腐朽等。该项目采用溶胶-凝胶(Sol-gel)法,通过高频作用,使木材表面负载硅钛复合膜,该膜具有疏水性、光催化性等,使木材表面具自清洁功能,解决了木材表面易吸湿、易受污染等难题。
主要结果为:(1)利用硅、钛前驱体及催化剂,生成溶胶,经陈化、干燥后使木材表面负载硅钛复合膜,在钛醇比1:5,钛硅比1:0.2,钛酸比1:0.5,钛水比=1:1,干燥温度100℃生成的复合膜最好,具有很好的疏水性和光催化性。(2)木材负载硅钛复合膜后,先经103℃普通干燥,然后置于高频作用条件下的250℃微超高温作用,使膜的结构进一步发生变化。SiO2处于无定形态,而TiO2属于锐钛矿型结构,催化活性增强。当光催化时间为6h时,观光木负载硅钛复合膜改良材催化偶氮染料浓度由40mg/l降低到了28.9mg/l,减少27.75%,具有很好的光催化效果。(3)复合膜中SiO2和TiO2发生交联结合,且与木材有化学结合,TiO2为锐钛矿型结构,部分呈金红石相。(4)硅钛复合膜木材表面改良材,具有优良的疏水性和光催化性等,水接触角达127.3°,紫外光下180min内对罗丹明B的脱色率达到94%。(5)利用Fe3+离子、Zr4+离子作为修饰物质,进一步改善了木材表面硅钛复合膜的结构,增强了性能。以Fe3+掺杂的,其以Fe2O3的形式存在于复合膜中,降解甲基橙达40.37%。以Zr4+离子掺杂的,与SiO2有化学结合,产生Si-O-Zr结合,硬度显著提高,达到123HV,比素材提高196%,降解甲基橙达59.2%。
采用Sol-gel法及高频作用,能同步使木材表面负载硅钛复合膜,该复合膜具有很好的光催化、疏水性等,使木材具有自清洁功能,使木材用得更好、更永。项目成果可应用于生产实木装饰墙材料、仿古墙材料等,既体现实木色泽、纹理,又有防水、耐脏功能,还具有适宜的凹凸手感。
木材作为一种环保材料,易加工,强重比高,纹理独特,具有调温、调湿等功能。但也有诸多缺陷:易吸湿,且引起尺寸变化、变形,污染物附着表面后,改变了表面颜色,甚至表面化学结构发生改变,导致木材腐朽等。该项目采用溶胶-凝胶(Sol-gel)法,通过高频作用,使木材表面负载硅钛复合膜,该膜具有疏水性、光催化性等,使木材表面具自清洁功能,解决了木材表面易吸湿、易受污染等难题。
主要结果为:(1)利用硅、钛前驱体及催化剂,生成溶胶,经陈化、干燥后使木材表面负载硅钛复合膜,在钛醇比1:5,钛硅比1:0.2,钛酸比1:0.5,钛水比=1:1,干燥温度100℃生成的复合膜最好,具有很好的疏水性和光催化性。(2)木材负载硅钛复合膜后,先经103℃普通干燥,然后置于高频作用条件下的250℃微超高温作用,使膜的结构进一步发生变化。SiO2处于无定形态,而TiO2属于锐钛矿型结构,催化活性增强。当光催化时间为6h时,观光木负载硅钛复合膜改良材催化偶氮染料浓度由40mg/l降低到了28.9mg/l,减少27.75%,具有很好的光催化效果。(3)复合膜中SiO2和TiO2发生交联结合,且与木材有化学结合,TiO2为锐钛矿型结构,部分呈金红石相。(4)硅钛复合膜木材表面改良材,具有优良的疏水性和光催化性等,水接触角达127.3°,紫外光下180min内对罗丹明B的脱色率达到94%。(5)利用Fe3+离子、Zr4+离子作为修饰物质,进一步改善了木材表面硅钛复合膜的结构,增强了性能。以Fe3+掺杂的,其以Fe2O3的形式存在于复合膜中,降解甲基橙达40.37%。以Zr4+离子掺杂的,与SiO2有化学结合,产生Si-O-Zr结合,硬度显著提高,达到123HV,比素材提高196%,降解甲基橙达59.2%。
采用Sol-gel法及高频作用,能同步使木材表面负载硅钛复合膜,该复合膜具有很好的光催化、疏水性等,使木材具有自清洁功能,使木材用得更好、更永。项目成果可应用于生产实木装饰墙材料、仿古墙材料等,既体现实木色泽、纹理,又有防水、耐脏功能,还具有适宜的凹凸手感。