[發明專利]納孔堿金屬/堿土金屬鈦酸鹽光催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201410025218.2
• 申請日: 2014-01-20
• 公開（公告）號: CN103752301A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 歐陽述昕;葉金花;仝華;許華;王德法;任健
• 申請（專利權）人: 天津大學;獨立行政法人物質·材料研究機構
• 主分類號: B01J23/02
• 分類號: B01J23/02;B01J23/26;B01J23/04;B01J23/42;B01J35/10;C01G23/00;B01D53/86;B01D53/72;C02F1/30;C01B3/04;C07C9/04;C07C1/02
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 宋潔瑾

1.一種納孔堿金屬/堿土金屬鈦酸鹽光催化劑，其特征在于，所述光催化劑孔道尺寸為0.2-50納米，具有比表面積為30-500平方米/克，結晶性為0.2-2.0度。

2.一種納孔堿金屬/堿土金屬鈦酸鹽光催化劑的制備方法，其特征在于，采用雙功能納米模板協助溶膠-凝膠水熱法，即在溶膠-凝膠過程中加入常見無機模板再利用水熱的堿性環境去除加入的模板的制備方法，適用于納孔堿金屬/堿土金屬鈦酸鹽光催化劑的制備。

3.根據權利要求2所述納孔堿金屬/堿土金屬鈦酸鹽光催化劑的制備方法，其特征在于，所述堿金屬/堿土金屬鈦酸鹽是指針對通式為A₂TiO₃、A₂Ti₂O₅、A₂Ti₃O₇、A₂Ti₄O₉，其中A=Li,Na,K堿金屬鈦酸鹽及BTiO₃、B₂TiO₄，其中B=Mg,Ca,Sr,Ba堿土金屬鈦酸鹽及其采用摻雜、固溶產生的派生材料。

4.根據權利要求3所述納孔堿金屬/堿土金屬鈦酸鹽光催化劑的制備方法，其特征在于，堿金屬/堿土金屬鈦酸鹽溶膠-凝膠制備過程及納米模板投放具體包括如下步驟：

(1)按照權利要求3所述化學計量比將含堿金屬/堿土金屬的硝酸鹽、硫酸鹽或者有機鹽類及含Ti的有機鹽類分別溶于常用有機溶劑配置成溶液，然后緩慢混合再攪拌均勻；對于所述的摻雜、固溶的情況，按照摻雜、固溶比例將相應原料亦溶于常見有機溶劑，再與前述溶液混合并攪拌均勻；

(2)對于(1)配制的溶液投放納米模板，按照鈦酸鹽光催化劑理論產出重量的10%-90%重量比進行投放，投入納米模板后，攪拌溶液，再置于普通超聲清洗槽中超聲處理使納米模板分散均勻；

(3)將(2)的懸濁液置于加熱攪拌臺上攪拌加熱，加熱溫度60-80攝氏度，待溶液完全干燥后，將干凝膠轉移至研缽中仔細研磨備用。

5.根據權利要求4所述納孔堿金屬/堿土金屬鈦酸鹽光催化劑的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中有機溶劑為乙醇、乙二醇、乙酸或丙酮。

6.根據權利要求4所述納孔堿金屬/堿土金屬鈦酸鹽光催化劑的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中納米模板是二氧化硅、氧化鋁、氫氧化鋁、碳等容易與溶液中堿性物質發生反應形成可溶解物質的材料；納米模板的尺寸為2-100納米。

7.根據權利要求4所述納孔堿金屬/堿土金屬鈦酸鹽光催化劑的制備方法，其特征在于，將步驟(3)形成干凝膠過程置于真空干燥箱中代替加熱攪拌臺完成。

8.根據權利要求3所述納孔堿金屬/堿土金屬鈦酸鹽光催化劑的制備方法，其特征在于，堿金屬/堿土金屬鈦酸鹽水熱制備過程具體包括如下步驟：

(1)將一定量權利要求4制備所得干凝膠超聲分散到水中，投入氫氧化鈉或氫氧化鉀使堿度達到1-5摩爾/升，攪拌后，將懸濁液轉移到水熱釜中；

(2)封閉水熱釜，置于烘箱中于100-180攝氏度進行水熱反應；

(3)待加熱反應結束，水熱釜冷卻至室溫后開釜，將懸濁液轉移至燒杯中，將懸濁液離心使樣品與反應液分離，然后加入蒸餾水并超聲清洗，結束后再進行離心分離，如此反復操作直至反應液pH值變為7-9，可將離心分離出來的粉體置于烘箱干燥后研磨均勻可得到最終產品。

9.根據權利要求8所述納孔堿金屬/堿土金屬鈦酸鹽光催化劑的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述水熱反應過程利用微波水熱裝置替代烘箱完成。

10.根據權利要求8所述納孔堿金屬/堿土金屬鈦酸鹽光催化劑的制備方法，其特征在于，步驟(3)所述樣品干燥過程置于真空干燥箱中替代烘箱完成。