[發明專利]促進傳遞型TiO2/空隙/SiO2光催化粒子及制備

有效

• 申請號: 201210214138.2
• 申請日: 2012-06-27
• 公開（公告）號: CN102773085A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 張裕卿;張超;張國東
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B01J21/08
• 分類號: B01J21/08;B01J35/10
• 代理公司: 天津市杰盈專利代理有限公司 12207
• 代理人: 王小靜

技術領域

本發明涉及一種促進傳遞型TiO₂/空隙/SiO₂光催化粒子及其制備方法，屬于光催化粒子技術。

背景技術

TiO₂納米粒子由于其優越的光催化活性、化學穩定性、光透過性和無毒等特點，而被廣泛的應用于光催化、水裂解和染料敏化太陽能電池等領域。但是，由于TiO₂納米粒子的粒徑較小，導致回收困難和造成二次污染等。因此，TiO₂納米粒子的應用受到了極大的限制。為了解決TiO₂納米粒子的回收和再利用問題，人們做了大量的嘗試，其中最為成功的是將TiO₂納米粒子負載在有機載體上，例如：紡織物、塑料和樹脂等。但是，TiO₂納米粒子降解的廣譜性會導致有機載體被TiO₂納米粒子降解。所以，人們將TiO₂納米粒子填充在惰性無機材料中來解決有機載體被TiO₂納米粒子降解的問題，其中以TiO₂為內核、SiO₂為外殼的TiO₂/SiO₂核/殼結構材料由于其制備過程的低成本和簡單易行，而備受關注。

雖然人們制備出了TiO₂/SiO₂核/殼結構材料，但是SiO₂外殼完全屏蔽了TiO₂表面的活性位，削弱了TiO₂納米粒子的光催化活性。如今，以SiO₂為外殼、TiO₂為內核、且兩者之間具有空隙的TiO₂/空隙/SiO₂核/殼結構材料越來越受到關注。雖然TiO₂/空隙/SiO₂核/殼結構材料完全釋放出了TiO₂的活性位，但是，在傳質傳光等性能方面依然受到阻礙，從而限制了該結構材料性能的提高。為了提高TiO₂/空隙/SiO₂核/殼結構材料的傳質傳光性能，我們利用油酸與非離子表面活性劑P123的協同作用，制備出了內核為球形TiO₂納米粒子、外殼為具有有序介孔且孔道沿徑向分布的SiO₂外殼，同時且兩者之間具有空隙的TiO₂/空隙/SiO₂核/殼結構材料，有望成為新型的光催化材料。

發明內容

本發明的目的在于提供一種促進傳遞型TiO₂/空隙/SiO₂光催化粒子及其制備方法，所述的光催化粒子具有傳質傳光性能強，光催化效率高等特點，其制備過程簡單。

本發明是通過以下技術方案加以實現的，一種促進傳遞型TiO₂/空隙/SiO₂光催化粒子，其特征在于：該光催化粒子為核/空隙/殼結構，其中核為球形TiO₂納米粒子，其粒徑為500-550nm；外殼為粒徑600-700nm?SiO₂，其具有有序的徑向分布的介孔孔道，介孔孔道孔徑是2-9nm，比表面積為532.5m²?g^-1，核與外殼之間的空隙為2-25?nm。

上述結構的促進傳遞型TiO₂/空隙/SiO₂光催化粒子制備方法，其特征在于包括以下過程：?

1）磁力攪拌條件下，按無水乙醇與濃度為0.1-0.3mol?L^-1?NaCl溶液的體積比為125:1-3，配制成0.002-0.006mol?L^-1?乙醇NaCl混合溶液，繼續攪拌30-50min，再向混合溶液中滴加酞酸丁酯，使其酞酸丁酯的濃度為0.18-0.26mol?L^-1，繼續攪拌5-15min之后在溫度20-30℃靜置1-l0h，產物經離心分離后的固形物置于溫度60-80℃干燥得到TiO₂顆粒，再將TiO₂顆粒放置于管式爐中以1-2℃?min^-1的升溫速率升溫至450-550℃恒溫煅燒2-4h，得到粒徑為500-550nm的球形TiO₂納米粒子；