[發明專利]一種沖擊波制備Ti5Si3光催化劑的方法

無效

• 申請號: 201210164794.6
• 申請日: 2012-05-24
• 公開（公告）號: CN102671648A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 陳鵬萬;崔乃夫;高翔;劉建軍
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: B01J21/06
• 分類號: B01J21/06;B01J37/34
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 楊志兵;李愛英

技術領域

本發明涉及一種沖擊波制備Ti₅Si₃光催化劑的方法，屬于材料處理及組合技術領域。

背景技術

Ti₅Si₃是一種性能優異的高溫鑄造型鈦合金，具有高熔點(2403K)、低密度(4.32g/cm³)、高硬度(11.3GPa)及較高的楊氏模量(225GPa)，在高溫下也具有很高的強度，優異的抗蠕變性能和抗氧化性,這些獨特的物理、化學、機械性能使其有希望在高溫結構材料方面得到應用。此外，Ti₅Si₃還是合成一種層狀碳化物(Ti₃SiC₂)的中間相，這種碳化物兼有金屬和陶瓷的性質，具有許多用途，但目前還沒有將Ti₅Si₃作為光催化劑的應用。

合成硅化物的傳統冶金方法有：電弧熔化、粉末壓實燒結、反應合成等。除了這些傳統方法，機械合金法與機械誘導自蔓延反應也用來合成硅化物。這些傳統方法不但工藝過程復雜、所需要的時間較長、成本較高，也沒有相應的光催化測試數據。因此需要一種制備Ti₅Si₃光催化劑的方法，實現Ti₅Si₃良好的光吸收性質和光催化活性。

發明內容

本發明的目的在于提供了一種沖擊波制備Ti₅Si₃光催化劑的方法，所述方法利用爆炸沖擊波制備得到具有良好活性的Ti₅Si₃光催化劑。

為實現上述目的，本發明的技術方案如下：

一種沖擊波制備Ti₅Si₃光催化劑的方法，所述方法過程如下：

步驟一、將Ti粉和Si粉均勻混合后，機械球磨10~20min，得到混合粉體；

其中，Ti粉的物質的量：Si粉的物質的量=5:3；

步驟二、將混合粉體壓成初坯，初坯致密度為55%~65%；

其中，致密度=初坯的壓實密度/粉體本身的密度；

步驟三、用速度為3.0~3.4km/s的飛片撞擊初坯誘發反應，得到Ti₅Si₃光催化劑；

其中，優選用炸藥爆轟驅動的飛片撞擊初坯誘發反應，得到Ti₅Si₃光催化劑。

有益效果

本發明所述的一種沖擊波制備Ti₅Si₃光催化劑的方法，將反應物混合得到粉體初坯，利用炸藥爆轟驅動飛片高速撞擊產生的瞬時高溫高壓，使Ti粉和Si粉在瞬間反應，從而得到Ti₅Si₃光催化劑。所述方法成本低廉，工藝過程簡單，在極短的時間內即可完成。所述方法制備得到的Ti₅Si₃光催化劑具有較好的光催化活性。

附圖說明

圖1為本發明實施例所述的沖擊波制備Ti₅Si₃光催化劑的裝置示意圖；

圖2為本發明實施例制備得到的Ti₅Si₃光催化劑的X射線衍射（XRD）圖；

圖3為本發明實施例1制備得到的Ti₅Si₃光催化劑的掃描電鏡（SEM）圖；

圖4為本發明實施例制備得到的Ti₅Si₃光催化劑的光催化降解水制氫曲線圖；

其中：1-雷管；2-傳爆藥柱；3-聚氯乙烯（PVC）藥筒；4-炸藥；5-飛片；6-支架；7-樣品盒；8-初坯；9-塞子。

具體實施方式

下面通過具體實施例來詳細描述本發明。

實施例1

一種沖擊波制備Ti₅Si₃光催化劑的方法，所述方法過程如下：

步驟一、將Ti粉和Si粉均勻混合后，機械球磨10min，得到混合粉體；

其中，Ti粉的物質的量：Si粉的物質的量=5:3；

步驟二、將混合粉體壓成初坯，初坯致密度為55%；