[發明專利]二氧化鈦(殼)-摻雜物(核)復合材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201110193150.5
• 申請日: 2011-07-11
• 公開（公告）號: CN102872774A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 張林
• 申請（專利權）人: 張林
• 主分類號: B01J13/02
• 分類號: B01J13/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及二氧化鈦(殼)-摻雜物(核)復合材料及其制備方法。

背景技術

二氧化鈦(TiO₂)，無毒無污染，可被紫外光激發殺菌消毒、降解環境中有機污染物和制備超親水自清潔界面等，是光觸媒等領域的核心物質。但TiO₂的能帶寬度(Eg)為3.2eV(電子從價帶Valence?band激發到導帶Conduction?band需要的光能)，激發TiO₂電子以開啟光觸媒反應的前提是吸收超過3.2eV的光能，這使占太陽光能譜43％的可見光(380nm＜λ＜760nm)望而卻步，而占太陽光能譜約5％的紫外光(λ＜380nm)才具有超過3.2eV的光能激發TiO₂電子并進行光觸媒反應。人們發現經過氮(N)、硫(S)、鈰(Ce)、銀(Ag)、鉑(Pt)、碳(C)、鐵(Fe)等元素或氧化鋅(ZnO)、氧化鎂(MgO)、氧化鎢(WO₃)、氧化鋁(Al₂O₃)等化合物摻雜后的二氧化鈦也能被可見光激發而產生光觸媒活性，這無疑大大拓寬了TiO₂的實用性。但從公開的文獻和專利中發現，上述各種摻雜物或是進入TiO₂晶格、或是與TiO₂顆粒簡單混合在一起、或是覆蓋在TiO₂表面，而二氧化鈦(殼)-摻雜物(核)復合材料的專利相對較少。

申請號為01109511.3的德古薩股份公司專利，在熱解生產二氧化鈦時，通過噴霧金屬鹽溶液氣溶膠方式，僅對氧化鋅、氧化鉑、氧化鎂和氧化鋁摻雜二氧化鈦的四種產品作了專利保護，但產品都不是二氧化鈦(殼)-摻雜物(核)復合材料形式；申請號為200410099227.3上海杰事杰新材料股份有限公司的發明專利，公開了“二氧化鈦/無機碳復合納米中空微球及其制備方法和應用”；申請號為200510061719.7的浙江大學發明專利，利用常規濕化學法和高能量超聲等，制備了一種殼核結構的二氧化鈦包裹硫化物或硒化物的納米復合半導體光催化劑；申請號為200510117598.3的財團法人工業技術研究院發明專利，在金屬納米粒子表面沉積二氧化鈦；申請號為200710012315.8的大連大學發明專利，公開了“一種磁載二氧化鈦光催化劑的制備方法”，在鐵酸鈷(CoFe₂O₄)磁性載體上包裹二氧化鈦；申請號為200710017764.1的陜西科技大學發明專利，公開了“核殼型淀粉微球的合成方法”；申請號為200710027809.3的華南農業大學發明專利，利用鈦酸正四丁酯和硝酸鈰銨混合而成的溶膠，制備鈰摻雜二氧化鈦(Ce-TiO₂)并負載在硅膠上形成復合光催化劑，鈰和二氧化鈦簡單混合在一起，并不是二氧化鈦(殼)-摻雜物(核)的殼核結構形式；申請號為200710039531.1和200710173111.2的中國科學院上海硅酸鹽研究所專利，分別公開了“核/殼結構的氧化鋅/二氧化鈦復合光催化劑、制備及應用”和“二氧化硅/二氧化鈦空心微球的溶膠-凝膠法制備方法”；申請號為200810212079.9的晶銳瓷業(北京)有限公司發明專利，利用偏鈦酸、含鎢水溶液和氨水等制備了含鎢二氧化鈦粉體，但不是二氧化鈦(殼)-摻雜物(核)復合材料形式；申請號為200810200192.5和200810200196.3的上海浩佳納米科技有限公司發明專利，僅在“硫酸鋇礦石、沉淀硫酸鋇、高嶺土或云母中的一種，粒徑為200目～12500目”上沉積二氧化鈦，而沒涉及殼核式TiO₂的其它摻雜物；申請號為200810114788.3的中國鋁業有限公司發明專利，公開了“氧化鋁基/納米二氧化鈦-核/殼結構復合微球及其制備方法”；申請號為200810115333.3的內蒙古工業大學發明專利，在微硅粉表面包裹二氧化鈦殼層；申請號為200910229191.8的天津大學發明專利，公開了“交流電沉積法制備氧化亞銅/二氧化鈦核殼結構陣列薄膜的方法”；申請號為200910049772.3的東華大學，公開了“核/殼結構的聚苯乙烯/二氧化鈦復合光催化劑的制備”；申請號為200910063398.2的孝感學院發明專利，公開了“一種納米二氧化鈦包覆納米二氧化硅的制備方法”；申請號為200910087741.7的中國鋁業股份有限公司發明專利，公開了“一種鐵酸鎳基磁載型二氧化鈦光催化劑的制備方法”；201010117236.5和201010117273.6的長春理工大學發明專利，分別公開了“一種制備鈦酸鋅二氧化鈦多晶納米電纜的方法”和“一種鈦酸鎳二氧化鈦多晶納米電纜的制備方法”；申請號為201010117247.3的長春理工大學發明專利，公開了“一種制備二氧化錫二氧化鈦納米電纜的方法”；申請號為201010231365.7的黑龍江大學發明專利，公開了“殼核結構的碳-二氧化鈦色譜固定相的制備方法及應用”；申請號為201010278619.0的天津大學發明專利，公開了“一種在二氧化鈦納米管中摻雜四氧化三鐵磁性顆粒的方法”；申請號為201010519320.X的中國兵器工業第五二研究所發明專利，公開了“一種具有電磁耦合作用的Ni/TiO₂基電磁流變液及其制備方法”；另外，有些專利以其它物質為殼，對二氧化鈦施行包裹，和本專利的“二氧化鈦(殼)-摻雜物(核)復合材料”的殼核順序正好相反，例如申請號為200610117441.5和200610117442.X的上海東升新材料有限公司專利等。