[發(fā)明專利]海綿鈦負(fù)載TiO2光催化劑及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010195851.8
• 申請(qǐng)日: 2010-06-09
• 公開（公告）號(hào): CN101856609A
• 公開（公告）日: 2010-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐華蕊;趙昀云;朱歸勝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 桂林電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J21/06
• 分類號(hào): B01J21/06;C02F1/30
• 代理公司: 廣西南寧匯博專利代理有限公司 45114
• 代理人: 鄒超賢

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體光催化技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種海綿鈦負(fù)載TiO₂光催化劑及其制備方法。

背景技術(shù)：

光催化技術(shù)是一項(xiàng)新的環(huán)境治理技術(shù)，在廢水降解中，它具有能耗低、操作簡便、反應(yīng)條件溫和、可減少二次污染和可連續(xù)工作等優(yōu)點(diǎn)，日益受到人們的重視。納米TiO₂粉體，歷經(jīng)30多年的研究，已被證實(shí)為一種高效、無毒、穩(wěn)定的光催化材料，無論是在溶液還是在氣相反應(yīng)中，都有著良好的光催化活性。但是，由于納米TiO₂顆粒細(xì)微，易于團(tuán)聚、不易沉降、難以回收，不利于催化劑的再生和再利用，給實(shí)際應(yīng)用帶來很大的困難。為了解決上述問題，人們利用化學(xué)氣相沉積法、磁控濺射法和溶膠-凝膠法等技術(shù)，制備了各種負(fù)載型的TiO₂粉末與薄膜光催化劑。很多研究采用硅膠、沸石、活性碳、多孔陶瓷、多孔氧化鋁等多孔材料來做為負(fù)載型TiO₂載體。如：中國專利CN1451473A一種表面鍵聯(lián)型TiO₂/SiO₂光催化劑的制備方法，將干燥的多孔硅膠浸漬在鈦酸四丁酯的環(huán)己烷溶液中反應(yīng)10～20小時(shí)，然后在50℃以下蒸發(fā)掉環(huán)己烷，樣品在80～120℃干燥后，在空氣于350～500℃中燃燒4～8小時(shí)，鈦酸四丁酯被氧化為TiO₂，冷卻，制得納米級(jí)銳鈦礦型氧化鈦，通過Ti-O-Si鍵負(fù)載在多孔硅膠的表面，得到表面鍵聯(lián)型TiO₂/SiO₂光催化劑。

中國專利CN1265939A負(fù)載型二氧化鈦光催化劑的制備方法，用浸漬法在多孔硅膠上制得TiO₂/SiO₂光催化劑，對(duì)活性艷紅進(jìn)行脫色反應(yīng)，結(jié)果表明TiO₂既保存了原有的化學(xué)結(jié)構(gòu)，又與多孔硅膠形成化學(xué)鍵的聯(lián)結(jié)，對(duì)活性艷紅的光催化脫色具有很高的光催化活性。

中國專利CN101513609A一種用于水處理的光催化劑及其制備和應(yīng)用，是由納米二氧化鈦修飾硅粉而得，所述硅選自單晶硅或多晶硅中的一種，所述納米二氧化鈦由60～80％銳鈦礦相與20～40％金紅石相二氧化鈦組成。由于將二氧化鈦負(fù)載于硅粉表面，有利于光生載流子和電子的分離，促進(jìn)了催化劑對(duì)可見光的吸收和利用。在催化劑的制備中，通過改變焙燒溫度控制二氧化鈦中銳鈦礦相與金紅石相的比例，因此有效提高了催化劑的催化性能。催化劑對(duì)水中甲苯等苯系物具有良好的光催化氧化性能，其中對(duì)甲苯的去除率可達(dá)到90％以上。催化劑重復(fù)使用9次，苯系物去除率仍大于80％，催化劑回收利用率達(dá)到90％以上，具有催化效率高且速度快，反應(yīng)溫和，易于操作等特點(diǎn)。

汪嬡嬡等人，TiO₂/SiO₂光催化劑制備及對(duì)造紙蒸煮黑液降解的研究，《上海造紙》2006(37)1，以鈦酸四丁酯和正硅酸乙酯為源，通過溶膠-凝膠的方法，合成表面鍵聯(lián)型TiO₂/SiO₂光催化劑，是將預(yù)水解正硅酸乙酯(TEOS)得到的SiO₂溶膠與鈦酸四丁酯(TBOT)、無水乙醇、異丙醇緩慢混合，劇烈攪拌下水解1h，80℃回流2h，得到TiO₂/SiO₂復(fù)合凝膠，室溫老化，烘干，一定溫度下煅燒即可得到TiO₂/SiO₂粉末，TiO₂/SiO₂質(zhì)量比分別為98∶2，90∶10，70∶30，50∶50等。降解蒸煮廢液最適宜的條件是溶液pH值在5.0～5.5，加入500～600℃煅燒的TiO₂/SiO₂(98∶2)光催化劑10g/L光解時(shí)間為6h。

徐瑞銀，宋存義，TiO₂/SiO₂光催化劑制備及對(duì)偶氮染降解的研究，《能源環(huán)境保護(hù)》2004(18)6，以多孔硅膠為基質(zhì)，鈦酸四丁酯和環(huán)己烷為源，通過浸漬的方法，合成了表面鍵聯(lián)型TiO₂/SiO₂光催化劑，通過Zeta電位、BET和粒度分析、XRD分析、F13R分析，確定氧化鈦是通過Ti-O-Si鍵的聯(lián)結(jié)負(fù)載在多孔硅膠表面上。并探討了催化降解條件的變化對(duì)降解活性艷紅、活性亮橙和陽離子紅的影響，最后確定了TiO₂/SiO₂催化降解偶氮染料的最佳工藝條件。