[發明專利]一種改性的TiO2涂層及其制備方法

有效

• 申請號: 201410236528.9
• 申請日: 2014-05-30
• 公開（公告）號: CN103977826B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發明（設計）人: 何冰;黃健翔;李云玲
• 申請（專利權）人: 上海梅思泰克環境股份有限公司
• 主分類號: B01J27/185
• 分類號: B01J27/185;B01J23/42
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發明涉及一種無機粘結劑和貴金屬改性二氧化鈦的制備方法。該方法制備的TiO₂薄膜涂層在不影響TiO₂的光催化活性前提下，還具有更好的熱穩定性和可循環利用特性等，可以降解各類揮發性有機化合物，有助于人們高效地處理各種有機廢氣。?

背景技術

近年來，以能源利用和環境保護為背景，有機污染物的光催化降解研究十分活躍，國外稱之為高級氧化工藝(簡稱AOP)。采用半導體多相光催化治理環境污染是近年日益重視的新技術，其在廢水、廢氣凈化處理所發揮的巨大潛能，Hoffmann和Mills等人對該新技術進行了詳細的評述性報道。該新技術不僅在常溫常壓下可以進行，還有以下優點：(1)能耗低，反應條件溫和，在紫外光照射下就能發生；(2)反應速度快，有機污染物可在幾分鐘到數小時內被完全破壞(如生成CO₂和H₂O)，這種方法避免了聚環產物的生成；(3)降解沒有選擇性，幾乎能降解任何有機物；(4)消除二次污染，是現代生產的清潔工藝。由于光催化反應在環境保護方面有著廣泛的應用前景，因此，近十年來對這一領域的研究越來越引起人們的重視。光催化反應是利用光能進行物質轉化的一種方式和手段，光催化劑是構建高效光催化反應體系的關鍵，而半導體光催化材料是目前研究最為廣泛、深入的光催化劑之一。常見的半導體光催化劑有TiO₂，CdS，ZnO，WO₃等，其中TiO₂光催化劑以其穩定、無毒、廉價易得、不易產生二次污染等優點受到人們的極大關注。

TiO₂是以光照射形成光電子和空穴才得以有催化活性的，但是在一般的TiO₂中光電子又容易和空穴復合，使TiO₂散失活性。為了防止光電子和空穴的復合，一般要對TiO₂進行改性，常用改性方法有貴金屬沉積、光敏化、離子摻雜及表面處理等，其中加入貴金屬改性是光催化研究中對TiO₂改性的主要方法。這種方法使改性后的貴金屬/TiO₂復合體系，只需一般強度的紫外光照射就可以擁有很高的催化活性，而且貴金屬的摻合使催化劑不易中毒。因此，以TiO₂—貴金屬復合體系為催化劑的光催化技術是一種耗能低，降解效果好的方法。但是用貴金屬改性的TiO₂催化劑薄膜涂層在載體上粘接不牢固，容易脫落，穩定性較差，在一定程度上限制了TiO₂催化劑的廣泛應用。

發明內容

本發明的目的是針對TiO₂催化劑在實際應用中暴露的粘接不牢固和穩定性差的缺點，提出了一種無機粘結劑和貴金屬改性TiO₂的制備方法，通過該方法改性后制備出的TiO₂不僅可以充分發揮光催化活性，而且提高催化劑在載體表面的粘接強度和熱穩定性，彌補了缺陷，實現催化劑更好地循環利用。?????

為實現上述目的，本發明提供了一種改性的TiO₂涂層，該改性的TiO₂涂層包含如下組分：

去離子水?????????????60-100?重量份；

二氧化鈦?????????????5-30?重量份；

無機粘結劑????????10-20?重量份；

納米貴金屬溶液；?????

其中，納米貴金屬溶液中含有納米貴金屬3-5wt%；納米貴金屬溶液的用量為，以納米貴金屬計，占所述二氧化鈦重量的0.01-3%；所述的無機粘結劑選擇堿金屬硅酸鹽、硅鋁酸鹽、磷酸鹽或二氧化硅溶膠中的任意一種。

上述的改性的TiO₂涂層，其中，所述的無機粘結劑選擇磷酸二氫鋁或硅酸鈉。

上述的改性的TiO₂涂層，其中，所述納米貴金屬溶液的溶劑為乙醇和去離子水。

上述的改性的TiO₂涂層，其中，所述納米貴金屬溶液中所含的貴金屬選自Ag、Pt、Au和Pd中的任意一種。

上述的改性的TiO₂涂層，其中，所述貴金屬溶液為貴金屬鹽的溶液，該貴金屬鹽為可溶性鹽。

上述的改性的TiO₂涂層，其中，所述二氧化鈦的粒徑為50-300nm。

本發明還提供了一種上述的改性的TiO₂涂層的制備方法，該方法包括以下步驟：