[00137623]多功能陶瓷涂层及其应用

该项目是国家863计划纳米专项资助的项目，主要目的是在普通陶瓷表面制备多功能涂层获得多功能陶瓷，以实现昼夜高效抗菌且实现长余辉发光特性。通过高效稀土蓄能型长余辉发光材料、纳米光催化材料及抗菌金属离子相复合，利用多层复合和高温煅烧工艺在陶瓷衬底上成功地制备多功能涂层从而获得多功能陶瓷。这种材料实现了各功能特性的协同作用，光催化材料在光照下具有降解有机污染物和杀灭、分解细菌的净化作用，黑暗中长余辉发光材料的缓释光具有装饰和指示功能，金属离子具有抑菌作用。本研究发现，通过长余辉蓄能发光与光催化效应的协同作用，能够实现无外光照时的催化降解功能，提出了蓄能光催化的新思路。以该类型的复合涂层在陶瓷表面固定制备的多功能陶瓷，国内外未见相关报道，具有创新性。该项目成功进行中试，制备了多功能陶瓷2000片，初始亮度和余辉时间达到了实用水平，在黑暗和荧光灯照射环境中能够有效抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的生长。高效的抗菌和分解有机污染物的功能对于改善人居和工作环境的卫生状况、提高安全性、保证人员身体健康具有重要意义。而长余辉发光特性在一定程度上可在暗环境中起到照明或显示的功能，对于夜晚停电等某些紧急情况下人员的安全疏散和撤离也有一定的辅助指示的作用。如果广泛采用，在节约能源方面也有一定的价值。本多功能涂层制备工艺简单易行，能够紧密结合实际的陶瓷生产工艺，在技术上具有先进性和良好的可操作性，可以直接用于陶瓷墙砖和地砖表面，从而为普通陶瓷增加应用价值。另外，还制备了具有保健功能的陶瓷片、球和涂层，成功用于保温杯中；研制了高效空气净化器和水净化器；探索了利用模板技术提高TiO_2薄膜光催化特性的可能性。该项目可以为目前光催化材料的研究提供新思路，以促进社会的可持续发展。目前主要的问题是蓄能光催化净化效率需要进一步提高。项目执行期间申请发明专利6项，发表科技论文35篇，其中31篇被SCI或SCIE收录，撰（译）书3部。