[發明專利]一種直接水熱法合成Ti-SBA-15催化劑的方法及其制備的催化劑

無效

• 申請號: 201210053160.3
• 申請日: 2012-03-02
• 公開（公告）號: CN102600882A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 董林;張洪亮;湯常金;高飛
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: B01J29/03
• 分類號: B01J29/03
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 黃嘉棟

技術領域

本發明涉及一類功能化的介孔材料催化劑及其制備方法。

背景技術

1972年Fujishima和K.?Honda在“Nature”上發表了關于n型半導體TiO₂電極光解水的結果，揭開了光催化技術研究的序幕。1976年Carey等在光催化降解水中污染物方面進行了開拓性的工作，開辟了光催化技術在環保領域的應用，從此掀起了全世界范圍內對半導體光催化技術這一新興領域的研究熱潮。

以半導體納米材料為催化劑，利用光催化氧化降解有毒污染物是一種有效的污染治理方法，近十幾年來，在環保、衛生保健和太陽能電池等方面的應用研究發展迅速，納米光催化成為國際上最活躍的研究領域之一。常見的半導體光催化劑主要有金屬硫化物、氧化物和復合氧化物如：TiO₂、ZnO、SnO₂、WO₃、CdS、ZnS、PbS、Cu₂O、Fe₃O₄、SrTiO₃等。其中納米TiO₂光催化劑因其光催化活性高，化學性能穩定，無毒無害，無腐蝕性，原料來源豐富，成本低等優點，成為光催化領域中研究最多，最具潛力的光催化材料。但是納米TiO₂光催化劑一般比表面較小，對污染物的吸附能力較低，分散不均勻、易失活、易團聚和回收難等缺點，限制了其在實際中的應用。其中，將TiO₂?顆粒固定于介孔SiO_2?材料表面可以在一定程度上克服純TiO₂的上述缺點。?一方面，利用介孔材料大的比表面積和孔容來增強TiO₂?對污染物的吸附能力,?大大提高TiO₂的光催化性能；另一方面，利用SiO₂?材料對紫外-可見光透明的性質，TiO₂?顆粒受光強度變化不大，光催化活性不會因負載而降低。在眾多介孔分子篩材料中，SBA-15分子篩具有更厚的孔壁，因而其水熱穩定性和熱穩定性比較高，具有潛在的工業應用前景。

目前制備TiO₂-SBA-15介孔材料的方法主要有兩種：后處理法（如浸漬法和嫁接法）和直接合成法。后處理方法制備的TiO₂顆粒在介孔材料上分布不均勻，容易造成孔道的阻塞，從而造成反應物分子無法與活性位接觸進行反應。而直接合成法則克服了后處理方法的缺點，TiO₂顆粒在介孔材料上分布均勻，不易造成孔道的阻塞。然而直接合成法在制備過程中使用了大量鹽酸，容易造成設備的腐蝕和環境的污染。因此，尋找一種既簡便又環保的方法來合成Ti-SBA-15介孔材料具有一定的理論和現實意義。

我們通過直接水熱法在不加入鹽酸的條件下成功合成出了一系列Ti-SBA-15催化劑。由于該方法合成原料易得，操作簡單，無特殊設備要求，環境污染小，使其在催化領域有著良好的應用前景。

發明內容

本發明的目的是提供一種直接水熱法合成TiO₂摻雜的SBA-15催化劑的方法及其制得的催化劑。

本發明的原理如下：通過TiCl₄自身水解產生的鹽酸，使得TiO₂的前軀體和硅物種的前軀體同時水解，由于正負電荷的靜電作用和脫羥基作用，從而促進TiO₂在SBA-15骨架中的嵌入或分散。

本發明的目的是這樣實現的：?