[發明專利]一種N-F共摻雜TiO2/竹炭復合光催化材料的生產方法

無效

• 申請號: 201110444142.3
• 申請日: 2011-12-27
• 公開（公告）號: CN102527363A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 張世英;許第發;林中信;張向超;羅寄希
• 申請（專利權）人: 長沙學院
• 主分類號: B01J21/06
• 分類號: B01J21/06;A62D3/17;A61L9/013;A61L101/04;A61L101/02;A62D101/28
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 陳立武

技術領域

本發明屬于催化材料技術領域，涉及一種以竹炭為載體生產N-F(氮-氟)共摻雜TiO₂(二氧化鈦)/竹炭復合光催化材料的方法，產品適用于室內空氣凈化、抗菌，冰箱內除異味、防霉，尤其是新裝修房內的甲醛降解處理。

背景技術

已知的生產光催化材料的方法主要有三類，一類是利用溶膠-凝膠法直接在載體表面制備TiO₂薄膜；二類是利用納米TiO₂粉體分散成負載在載體表面的懸浮液；三類是利用無機凝膠或有機凝膠在玻璃球、金屬絲等基體上負載納米光催化材料。其中的一類方法，由于制備TiO₂光催化材料薄膜的原料溶膠-凝膠為無孔結構，活性偏低，且煅燒溫度在500℃以上，這就加大了載體材料的耐高溫要求；其中的二類方法，由于制備光催化材料的二次粒子與載體材料的結合強度不夠，制備的催化材料很容易脫落，難以實施；而如果采用三類方法制備，則會由于無機凝膠或有機凝膠對納米光催化材料的包裹作用，使得光催化材料表面大部分被覆蓋，導致光催化效率大幅降低，此外，有機凝膠還會帶來例如紫外線分解等負面影響。公開號分別為CN1593765A、CN1593747及CN1467023的三篇中國專利文獻中，提供了多種負載型光催化材料的制備方法，但是這些方法都存在著工藝復雜、載體與TiO₂的結合強度偏弱，可見光條件下光催化活性偏低等問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，針對現有技術存在的缺陷，提出一種以竹炭為載體生產N-F共摻雜TiO₂/竹炭復合光催化材料的方法，該方法工藝簡單，易于工業化生產，產品可用于室內空氣凈化、抗菌、冰箱內除異味與防霉變，還可用于降解新裝修房內的甲醛，保護環境。

本發明的技術解決方案是，提供一種N-F共摻雜TiO₂/竹炭復合光催化材料的生產方法，該方法采用如下原料和工藝步驟制取N-F共摻雜TiO₂/竹炭復合光催化材料產品：

(1)、采用竹炭作為載體，使用醋酸處理方法或水熱處理方法清除該載體表面的雜質，擴大竹炭材料的表面積和內孔容積。其中所述醋酸處理方法是指在70～90℃溫度條件下將所述竹炭置于質量分數為10～20％的醋酸中浸泡處理1～2次，每次處理時間0.2～1h；所述水熱處理方法是指在1.0MPa水蒸氣壓力條件下將所述竹炭置于蒸氣室內蒸壓0.5～2h。然后將經過上述處理的竹炭使用常規方法進行干燥處理；

(2)、依次按1∶5～20重量比取TiOSO₄(硫酸氧鈦)與H₂O(水)為原料，將所述TiOSO₄溶于所述H₂O中，使用常規方法過濾去除雜質和殘渣，得澄清透明的TiOSO₄溶液；

(3)、取步驟(2)所得TiOSO₄溶液連續滴入燒杯中，不斷攪拌并同時不斷滴加NH₃·H₂O(氨水)，保持該燒杯中所盛溶液的pH值為8，至燒杯中生成Ti(OH)₄(水合二氧化鈦)沉淀，離心甩干處理所得Ti(OH)₄沉淀，然后將經過甩干處理的TiO(OH)₂沉淀使用去離子水洗滌3～4次；

(4)、在步驟(3)所得經過去離子水洗滌的Ti(OH)₄沉淀中加入該沉淀重量1～5倍的水均勻混合，使用常規方法打漿得Ti(OH)₄漿體，使用常規分光光度法測定所得Ti(OH)₄漿體中的Ti⁴⁺(鈦)的濃度；

(5)、將步驟(4)所得Ti(OH)₄漿體使用常規方法配制成濃度為1～2％的Ti(OH)₄懸濁液，邊攪拌邊緩緩滴入所得Ti(OH)₄懸濁液總重量5～10％重量百分比的H₂O₂(過氧化氫)，再使用常規方法對所得含有H₂O₂的Ti(OH)₄懸濁液實施至少24h陳化處理得澄清透明的TiO₂溶膠；