[發明專利]貝殼粉負載活性納米二氧化鈦的制備方法

無效

• 申請號: 200810026526.1
• 申請日: 2008-03-03
• 公開（公告）號: CN101352675A
• 公開（公告）日: 2009-01-28
• 發明（設計）人: 李泳;張兆霞;宋文東
• 申請（專利權）人: 廣東海洋大學
• 主分類號: B01J21/06
• 分類號: B01J21/06;B01J32/00;B01J37/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及納米二氧化鈦及其制備方法，特別是涉及可再生多孔的貝殼粉負載活性納米 二氧化鈦的制備方法，屬納米材料技術領域。

背景技術：

納米TiO₂正是這種具有凈化環境功能的綠色材料，它可完成環境凈化、能源再生、能源 貯備、不污染環境等多項功效。納米TiO₂可通過多種技術制備，且日臻成熟，但仍普遍存在 設備復雜、條件難控、產業化困難等問題。納米二氧化鈦多相光與超生波催化降解有機污染 物以其反應速度快、適用范圍廣、深度氧化完全、能充分利用太陽光和空氣水相中的氧分子 等優點而倍受青睞，特別是當有機污染物濃度很高或用其他方法很難降解時，這種技術有著 更明顯的優勢。

二氧化鈦，具有無毒、催化效率高、性能穩定、難溶無毒、價廉等突出特點是一種理想 的催化劑。納米TiO₂可見光透過性好、吸收紫外光性能強，近年來作為光及超聲波催化劑已 經廣泛使用。但納米TiO₂作為光及超聲波催化劑存在回收困難、再次利用難的缺點。為克服 這個缺點，將納米TiO₂粒子負載在穩定的載體上是一種重要的途徑。如美國專利US6585863B2 公開了沸石作為載體負載TiO₂作為光催化劑降解有機物，可以用來處理有機廢水或包含有機 物的氣流。中國發明專利200510027382.8公開了納米TiO₂--沸石復合光催化材料及其制備方 法。以上把二氧化鈦負載在載體上的方法增強了TiO₂粒子的光催化活性，但也存在許多困難 與問題。如催化劑的粉末容易分離與流失，與載體的粘接穩定性較差，回收困難。同時，客 觀上限制了負載量的問題，使負載有限，導致其量子效率低，催化活性低的缺點。由此可知， 二氧化鈦負載面臨兩個難點：一是二氧化鈦與載體粘接要牢固，保證TiO₂粒子在使用中不易 脫落下來；二是獲得高催化活性的TiO₂，很多情況下兩個目標是一對矛盾。制備負載型二氧 化鈦還有其它方法，如化學氣相沉積法、偶連法、分子吸附沉積法等，這些方法現在只適合 實驗室進行，很難進行工業化、產業化的應用與生產。

納米二氧化鈦在光照下或超聲波作用下能氧化分解有機物，因而所用的載體絕大多數為 無機材料。因玻璃廉價易得，本身對光具有良好的通透性，有便于設計成各種光反應器，因 而得到應用。但玻璃表面平整光滑，對二氧化鈦附著力差，限制其廣泛的應用。金屬類載體 一般價格昂貴，并且金屬離子如Cu²⁺、Cr³⁺等離子在熱處理時會進入TiO₂層，破壞TiO₂晶格， 降低TiO₂的催化活性，而金屬表面也如同玻璃表面，其吸附性較差，負載較為困難。而多孔 貝殼粉因氣孔均勻、氣孔率高、具有巨大比表面積，在許多方面得到應用。同時，貝殼粉含 有一定量的有機物，對納米TiO₂粒子有良好的吸附性，是一種最為適合的催化劑載體之一。

發明內容：

本發明的目的在于提供貝殼粉負載活性納米二氧化鈦的制備方法，該方法工藝簡單、價 格低廉。得到的二氧化鈦與載體之間結合牢固，且二氧化鈦的催化活性高。

本發明將二氧化鈦負載到貝殼粉載體上，首先制備適合濃度的鈦的溶膠，然后將一定比 例的活化貝殼粉載體浸漬于該溶液，經過一定時間的攪拌、靜置，通過低溫、洗滌預處理， 最后通過高溫焙燒以便使納米TiO₂與貝殼粉形成高強度的粘接，同時又提高納米TiO₂的催化 活性。為提高負載量，可進行多次浸漬。

本發明貝殼粉負載活性納米二氧化鈦的制備方法包括以下步驟：