[發(fā)明專利]一種光催化材料Bi12TiO20的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010176942.7
• 申請日: 2010-05-14
• 公開（公告）號: CN101830508A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張迎春;蘇曉莉;劉艷紅
• 申請（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類號: C01G29/00
• 分類號: C01G29/00;B01J23/18
• 代理公司: 北京東方匯眾知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11296
• 代理人: 劉淑芬

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于陶瓷材料科學(xué)領(lǐng)域，特別涉及采用低溫燃燒合成法(LCS)制備一種光催化材料Bi₁₂TiO₂₀。

背景技術(shù)：

低溫燃燒合成法(LCS)是將金屬離子的硝酸鹽或其它可溶性鹽在絡(luò)合劑的作用下形成凝膠，凝膠干燥后成為疏松多孔的干膠，干膠一經(jīng)點燃便能在很短時間內(nèi)借助外界初始能量進行具有自蔓延性質(zhì)的燃燒，大量有機組成在短時間內(nèi)迅速發(fā)生氧化-還原反應(yīng)，并以氣體形式放出。這些熱量一方面促進反應(yīng)物之間的質(zhì)量傳輸和擴散，有利于反應(yīng)的進行，同時促進反應(yīng)過程中生成的碳化物的分解；另一方面迅速傳遞給與反應(yīng)物臨近的未反應(yīng)物，使其溫度升高從而使得反應(yīng)得以自維持，因此留下的固態(tài)產(chǎn)物必然具有大量孔洞。低溫燃燒合成法(LCS)原始產(chǎn)物特有的多孔微結(jié)構(gòu)的形貌特征，可形成比表面積高的超細氧化物粉。采用低溫燃燒合成法(LCS)制備Bi₁₂TiO₂₀可避免濕化學(xué)法中的高溫煅燒過程，節(jié)約能源并使得制備過程得以簡化，同時制備出的Bi₁₂TiO₂₀粒度分布均勻，顆粒尺寸較小。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明目的在于提供一種新的方法制備光催化材料Bi₁₂TiO₂₀，從而簡化Bi₁₂TiO₂₀的制備工藝。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

低溫燃燒合成法(LCS)制備一種光催化材料Bi₁₂TiO₂₀的主要原料為：Bi(NO₃)₃·5H₂O、(C₄H₉O)₄Ti、C₆H₈O₇·H₂O，添加一定量的CH₄ON₂和NH₄NO₃可以有效地加快凝膠干燥速率，形成疏松多孔干膠，改善干膠的燃燒性能從而提高產(chǎn)率和產(chǎn)物純度。原料的摩爾比例為：

Bi(NO₃)₃·5H₂O∶(C₄H₉O)₄Ti∶CH₄ON₂∶C₆H₈O₇·H₂O∶NH₄NO₃＝12∶1∶6∶1∶2，

將(C₄H₉O)₄Ti溶于冰醋酸中，配制成溶液L1；按摩爾比例取C₆H₈O₇·H₂O，加入到溶液L1中，攪拌得白色乳濁液，向白色乳濁液中緩慢滴加氨水，調(diào)節(jié)溶液PH值為6，得澄清溶液L2；按摩爾比例取Bi(NO₃)₃·5H₂O溶于冰醋酸中，攪拌得澄清溶液L3；將溶液L3緩慢滴加到溶液L2中，再向溶液L2中緩慢滴加氨水，將PH值穩(wěn)定在4-7之間，攪拌得澄清溶液L4。利用電磁加熱攪拌器將水浴溫度控制在80-95℃之間，將所得澄清溶液L4置于水浴中攪拌60-90分鐘后得透明凝膠凝膠在80-95℃的烘箱中干燥2-5天，得多孔干膠，選用適當(dāng)助燃劑，通常選用燃燒后無固體殘留物且不與干膠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的助燃劑如乙醇，將干膠點燃，燃燒產(chǎn)物即為Bi₁₂TiO₂₀粉體。

所述的光催化材料制備方法，在得到溶液L2后，再向溶液L2中緩慢滴加氨水，將溶液L2的PH值穩(wěn)定在4-7之間，向溶液L2中按摩爾比例加入CH₄ON₂。

所述的光催化材料制備方法，在得到溶液L2后，再向溶液L2中緩慢滴加氨水，將溶液L2的PH值穩(wěn)定在4-7之間，向溶液L2中按摩爾比例加入CH₄ON₂和NH₄NO₃。

與濕化學(xué)法比較，低溫燃燒合成法(LCS)借助外界能量進行具有自蔓延性質(zhì)的燃燒，具有較低的點火分解溫度，避免高溫煅燒，節(jié)約能源保證產(chǎn)物純度的同時簡化了制備工藝。