近几年来,室内环境污染问题日益引起人们的广泛重视和关注,逐渐成为社会热点。室内污染物主要是由于室内装修中的板材、黏合剂以及人类活动等引起的,其主要成分有甲醛、苯、氨、放射性物质以及挥发性有机物等。对于室内环境的污染,我们常用的几种污染控制方法有通风、光照、加装净化器、涂覆光催化活性涂料等,其中以涂覆光催化活性涂料去除污染物最彻底,最环保。 光催化活性涂料是将纳米粒子相与涂料组分复合而得,由于纳米材料具有许多独特的性质,如小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应等,从而赋予涂料不同于常规的光学、电学和磁学性能,而且还可以提高涂层的强度、硬度、耐磨性、耐刮伤性等力学性能。同时由于纳米材料的光催化活性,在涂料中引入纳米粒子相,使得涂料也获得光催化活性。 本论文首先介绍了纳米TiO₂的光催化原理,以及它的制备及改性方法,研究中以冰乙酸为抑制剂,无水乙醇为溶剂,钛酸丁酯为前驱物,用溶胶—凝胶法制得纯净的纳米TiO₂及不同掺杂金属的纳米级TiO₂晶体,利用自制的光催化装置,通过光催化降解亚甲基蓝溶液,比较了不同掺杂金属对纳米TiO₂光催化活性的影响。通过实验结果得出,在本研究的实验方法中,掺杂锡后的纳米TiO₂光催化效果最好。在确定了掺杂锡之后,研究了不同掺杂量对改性纳米TiO₂活性的影响。用XRD衍射表征了纳米级TiO₂晶体掺杂前后的晶型。 然后,在确定掺杂纳米TiO₂的掺杂金属及掺杂量之后,通过不同的涂料制备方法,将制得的掺锡纳米TiO₂掺入涂料中,制备出三种光催化涂料。利用自制的甲醛降解装置,确定光催化效果最好的一种制备方法。依照此方法制备光催化涂料,改变试验条件,分析甲醛初始浓度、涂料中光催化剂的含量、紫外光强度、涂料膜厚等因素对甲醛降解率的影响。 最后,通过相应的检测手段测定了此涂料具有良好的耐水性、硬度、最低成膜温度、耐洗刷性等。