一種自清潔功能竹材及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種自清潔功能竹材及其制備方法，以TiCl4、離子液體等為主要原料，采用浸提/原位水解技術制得負載二氧化鈦的具有自清潔功能的竹材。本發明不僅提高了竹材防霉變、耐蟲蛀、耐腐、耐磨、耐候性等性能，而且具有抗菌、滅菌、凈化空氣等自清潔功能。本發明解決了傳統方法制得的負載二氧化鈦竹材，其負載不均勻、容易脫落等問題。該技術的成功對于緩解木材資源短缺、拓展竹材的應用范圍，維持可持續發展具有重要的現實意義。
【專利說明】一種自清潔功能竹材及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于竹材領域，具體涉及一種自清潔功能竹材及其制備方法。
【背景技術】
[0002]由于竹子生長快、產量高、成材早，且竹材強度高、韌性好、硬度大，其主要的力學性能可與硬闊葉樹材相媲美，作為工程結構材料具有廣闊的開發應用前景。因此被譽為第二森林資源，是木材的重要替代材料。但由于竹材比一般木材含有更多的營養物質，因而在溫暖潮濕的條件下很容易產生腐朽、霉變、蟲蛀以及易燃燒等特點，大大限制了竹材產品的應用范圍。因此，如何通過竹材性質的改良，拓展竹材的使用范圍，提高竹材附加值和利用率成為亟待解決的問題。
[0003]目前竹材防腐和防蛀主要分為物理法和化學法兩種。I)物理方法:主要有高溫法、浸水法、煙熏法、氣調法、遠紅外線法、微波法、射線法等，雖然這些方法無公害、無殘毒；但是處理后的竹材或竹制品，若保管不當，會再度感染蛀蟲和霉菌等。2)化學方法:主要有涂布法、浸潰法、蒸煮法、熏蒸法、加壓注入法等，雖然這些方法防蛀、防腐等效果較好；但是藥劑一般有毒，容易對制品和環境造成污染。而隨著人們環保意識的增強，對竹材的防蟲劑、防腐劑、防霉劑的環保要求和標準越來越高，如美國、日本、歐洲等大部分國家已禁止使用CCA、PCP等防腐劑。因此開發一種環境友好的竹材改良工藝成為當前研究的熱點。
[0004]近年來，二氧化鈦光技術在空氣凈化、廢水處理等環境治理領域得到廣泛的應用，人們開發出了諸如自清潔和抗菌瓷磚、自清潔抗霧玻璃、光催化空氣凈化器等多用途的二氧化鈦光催化產品。如何將具有光催化性能的二氧化鈦引入到竹材中，開發出具有自清潔和抗菌性能、能夠降解有機污染物的竹材；并能改善竹材容易霉變、蟲蛀、腐朽、燃燒，耐磨性、耐候性差等缺點，具有重 要的現實意義。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于提供一種自清潔功能竹材及其制備方法，不僅提高了竹材防霉變、耐蟲蛀、耐腐、耐磨、耐候性等性能，而且具有抗菌、滅菌、凈化空氣等自清潔功能。
[0006]為實現上述目的，本發明采用如下技術方案:
一種自清潔功能竹材是采用浸提/原位水解法制得的負載TiO2具有自清潔功能的竹材。
[0007]制備如上所述的自清潔功能竹材的方法包括以下步驟:
(1)將新鮮竹材除去竹青和竹黃；
(2)將經過處理后的竹材浸潰到離子液體中，升溫到5(T90°C，浸提f3h后，將竹材取出，于離子液體和TiCl4的混合液中浸潰0.5^2h后，緩慢加入蒸餾水，并將混合液溫度升至IOO0C，緩慢滴加濃氨水調節混合液的pH值至7-9，反應30min后將竹材取出，沖洗表面的沉淀物，放入鼓風干燥箱烘干，自然冷卻即制得所述的自清潔功能竹材。
[0008]所述的離子液體為溴化1- 丁基-3-甲基咪唑[Bmim]Br、氯化1- 丁基-3-甲基咪唑[Bmim]Cl、溴化1-辛基-3-甲基咪唑[Omim]Br、氯化1-烯丙基-3-甲基咪唑[Amim]Cl中的一種。
[0009]本發明的顯著優點在于:本發明制得的自清潔功能竹材不僅提高了竹材本身的防霉變、耐蟲蛀、耐腐、耐磨性等；而且使竹材具有抗菌、滅菌、凈化空氣等自清潔功能；還解決了傳統方法制得的負載二氧化鈦竹材，其負載不均勻、容易脫落等問題。該技術的成功對于緩解木材資源短缺、拓展竹材的應用范圍，維持可持續發展具有重要的現實意義。
【具體實施方式】
[0010]實施例1
將新鮮竹材除去竹青和竹黃；浸潰到離子液體溴化1-丁基-3-甲基咪唑中，并將溫度上升到50°C下，浸提3h后，將竹材取出并浸入到[Bmim]Br/TiCl4-合液中，浸潰
0.5h后，緩慢加入一定量的蒸餾水，并將混合液溫度升至10(TC，并緩慢滴加濃氨水調節混合液的PH值至7，并反應30min后將竹材取出，用沖洗表面的沉淀物，放入鼓風干燥箱烘干，待冷卻，即制得所述的自清潔功能竹材。
[0011]實施例2
將新鮮竹材除去竹青和竹黃；浸潰到離子液體溴化1-辛基-3-甲基咪唑[0mim]Br中，并將溫度上升到90°C下，浸提Ih后，將竹材取出并浸入到[Omim]Br/TiCl4混合液中，浸潰2h后，緩慢加入一定量的蒸餾水，并將混合液溫度升至100°C，并緩慢滴加濃氨水調節混合液的PH值至9，并反應30min后將竹材取出，用沖洗表面的沉淀物，放入鼓風干燥箱烘干，待冷卻，即制得所述的自清潔功 能竹材。
[0012]實施例3
將新鮮竹材除去竹青和竹黃；浸潰到離子液體氯化1-丁基-3-甲基咪唑[Bmim]Cl中，并將溫度上升到80°C下，浸提2h后，將竹材取出并浸入到[Bmim]CVTiCl4混合液中，浸潰Ih后，緩慢加入一定量的蒸餾水，并將混合液溫度升至100°C，并緩慢滴加濃氨水調節混合液的PH值至8，并反應30min后將竹材取出，用沖洗表面的沉淀物，放入鼓風干燥箱烘干，待冷卻，即制得所述的自清潔功能竹材。
[0013]實施例4
竹材板去除甲醛的實驗:在頂部及四周用玻璃、底部用竹材板圍成的I Hl3的密閉箱中分別進行甲醛的評價實驗。評價條件為:8 W低壓汞燈(主波長365 nm)，竹材板的面積為I mXl m，甲醛的初始濃度為25ppm，反應溫度為室溫，反應時間為2h、4h、6h，對甲醛的去除率見表1。
[0014]
【權利要求】
1.一種自清潔功能竹材，其特征在于:所述竹材是采用浸提/原位水解法制得的負載TiO2具有自清潔功能的竹材。
2.一種制備如權利要求1所述的自清潔功能竹材的方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)將新鮮竹材除去竹青和竹黃； (2)將經過處理后的竹材浸潰到離子液體中，升溫到5(T90°C，浸提f3h后，將竹材取出，于離子液體和TiCl4的混合液中浸潰0.5^2h后，緩慢加入蒸餾水，并將混合液溫度升至IOO0C，緩慢滴加濃氨水調節混合液的pH值至7-9，反應30min后將竹材取出，沖洗表面的沉淀物，放入鼓風干燥箱烘干，自然冷卻即制得所述的自清潔功能竹材。
3.根據權利要求2所述的自清潔功能竹材的制備方法，其特征在于:所述的離子液體為溴化1- 丁基-3-甲基咪唑、氯化1- 丁基-3-甲基咪唑、溴化1-辛基-3-甲基咪唑、氯化1-烯丙基-3-甲基咪唑中的一種。
【文檔編號】B27K9/00GK103481346SQ201310433024
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月23日 優先權日:2013年9月23日
【發明者】陸東芳, 陳孝云, 陳星 , 常鼎偉, 高驍敏 申請人:福建農林大學