[發明專利]高穩定中性混晶納米TiO2水溶膠的制備方法

有效

• 申請號: 200810040018.9
• 申請日: 2008-07-01
• 公開（公告）號: CN101306838A
• 公開（公告）日: 2008-11-19
• 發明（設計）人: 施利毅;袁帥;張美紅;方建慧;趙尹
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: C01G23/053
• 分類號: C01G23/053;B01J21/06
• 代理公司: 上海上大專利事務所（普通合伙）
• 代理人: 顧勇華

技術領域：

本發明涉及一種高穩定中性混晶納米TiO₂水溶膠的制備方法，屬光催化活性納米二氧化鈦材料制備工藝技術領域。

背景技術：

納米二氧化鈦具有優異的光催化活性，可有效的將有機污染物礦化為CO₂、H₂O和無機酸，同時具有抗腐蝕、性質穩定、無毒等優點。

納米TiO₂溶膠是一種高度分散的、晶化的水性膠體，與利用分散劑分散的二氧化鈦粉末懸濁液不同。溶膠可以直接采用鈦源合成，無需制備成粉末，晶化的溶膠可避免煅燒過程的團聚問題，因此產品分散性好、穩定性好、改性方便。其次，溶膠比懸濁液的親水性好，顆粒粘附力強，易于涂膜。涂膜時，酸性溶膠對基體具有腐蝕性，因此制備中性納米TiO₂水溶膠顯得尤為重要。另外，TiO₂的等電點為5～6，純TiO₂溶膠在中性條件下穩定性不高，放置時間長后會出現沉淀，而加入SiO₂溶膠后，在TiO₂表面形成Ti-O-Si鍵，可以改變TiO₂的zeta電位，提高TiO₂溶膠的穩定性。

TiO₂有三種晶型：金紅石型、銳鈦礦型和板鈦礦型。應用最多的是前兩種。一般認為，對于光催化降解反應來說，銳鈦型TiO₂的催化活性要比金紅石型TiO₂高。但是，近幾年研究者們發現銳鈦礦相與金紅石相混晶具有更高光催化活性，這是因為混晶結構能有效地提高電子一空穴對的分離效率，從而提高了光催化效率。目前已有如何制備混晶納米TiO₂粉體的文獻報道，如：王振興等報道了關于高分散納米二氧化鈦混合晶體的合成、結構與光催化性能(無機化學學報，2005，3)。但是，在溶膠制備中，關于如何控制TiO₂溶膠中這兩種晶型比例的報道并不多。夏宇正報道了混晶結構納米TiO₂水溶膠的低溫制備(具有混晶結構納米TIO₂水溶膠的低溫制備及光催化性能研究，涂料工業，2007，37(8)：38~42)，但是沒有給出如何控制混晶中兩種晶型比例的方法。

TiO₂能帶較寬，只能吸收太陽光中的紫外光部分，太陽能利用率低。為了適應實際需要，有必要進一步提高TiO₂溶膠的可見光活性，可以采用金屬離子摻雜的方法，使其能帶結構發生變化，制備出能被可見光激發的二氧化鈦光催化材料，增強催化性能。