[發明專利]改性二氧化鈦及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201410484206.6
• 申請日: 2014-09-19
• 公開（公告）號: CN104437343A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 陶玉貴;鄭潔;梁敏東;嚴盛標
• 申請（專利權）人: 安徽工程大學
• 主分類號: B01J20/06
• 分類號: B01J20/06;B01J20/30;B01J21/06;C02F1/28;C02F1/32;C02F1/58
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 孫向民;董彬

技術領域

本發明涉及二氧化鈦的制備領域，具體地，涉及一種改性二氧化鈦及其制備方法和應用。?

背景技術

TiO₂因其具有無毒、廉價、抗腐蝕性以及光催化活性較好、表面活性較高等優點，而被廣泛應用于抗菌建筑材料、太陽能電池、光照療法和環境污染治理等眾多領域。甲基橙作為一種常用的染料，在實際生活中的應用極為廣泛，但是作為一種染料污染物，其往往會隨著被染色的物質大量排入水中，進而對水體造成污染。光催化降解作為一種新型的處理污染的方式，不僅將污染物進行了較好的處理，且一般不會引入新的污染物，因而成為處理污染物的一種極佳的選擇。TiO₂在實際改性過程中，其改性方法往往通過溶膠-凝膠法進行制備，制備方法較麻煩。?

因此，提供一種制備方法簡單，且能提高其光催化效應，并且還可以較好地光催化降解甲基橙的改性二氧化鈦及其制備方法是本發明亟需解決的問題。?

發明內容

針對上述現有技術，本發明通過研究發現，TiO₂的表面羥基、晶粒尺度、晶相、比表面積和結晶度等都將會影響其光催化性能。且TiO₂的表面羥基在TiO₂作為吸附劑、催化劑及光催化劑中影響較大，因而如何增加TiO₂的表面羥基密度成為研究中的重點，因此本發明的目的在于克服現有技術中TiO₂的改性常采用溶膠-凝膠法制備較為麻煩且一般的TiO₂光催化效果不明?顯的問題，從而提供一種制備方法簡單，且能提高其光催化效應，并且還可以較好地光催化降解甲基橙的改性二氧化鈦及其制備方法。?

本發明提供了一種改性二氧化鈦的制備方法，其中，所述制備方法包括：?

(1)將鹽酸、冰醋酸、鈦酸正四丁酯和無水乙醇混合，得到混合物M1；?

(2)將磷酸鈉鹽與水混合，得到混合物M2；?

(3)將混合物M2滴加入混合物M1中并置于170-280℃下反應6-12h，得到改性二氧化鈦；其中，?

相對于10mol的無水乙醇，所述鹽酸的用量為0.1-0.3mol，所述冰醋酸的用量為0.2-0.8mol，所述鈦酸正四丁酯的用量為0.15-0.25mol，所述磷酸鈉鹽的用量為0.002-0.025mol，所述水的用量為2.0-5.5mol。?

本發明還提供了一種根據上述制備方法制得的改性二氧化鈦。?

本發明還提供了一種上述的改性二氧化鈦在光催化降解甲基橙中的應用。?

本發明通過將磷酸鈉鹽作為改性劑，在制備二氧化鈦時向其中加入磷酸鈉鹽，并置于一定條件下進行反應，從而在具有磷酸鈉鹽的環境下進行反應制得的改性二氧化鈦表現羥基密度得到了增加，且因二氧化鈦的表面羥基既能接受質子形成陽離子，也能給出質子形成陰離子，進而使得通過該方法制得的改性二氧化鈦在實際應用中吸附和催化等效應更加明顯，同時通過上述水熱法制備改性二氧化鈦也大大降低了制備難度，制備方法更為簡單。?

本發明的其他特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。?

附圖說明

附圖是用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用于解釋本發明，但并不構成對本發明的限制。在附圖中：?

圖1是實施例1-6和對比例1-4的XRD衍射圖譜的對比圖；?

圖2是實施例1-3和對比例2-4的紅外光譜圖的對比圖；?

圖3是實施例1-3、實施例5、實施例6、對比例1和對比例6的光催化降解甲基橙的降解率柱狀圖。?

具體實施方式

以下對本發明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。?

本發明提供了一種改性二氧化鈦的制備方法，其中，所述制備方法包括：?

(1)將鹽酸、冰醋酸、鈦酸正四丁酯和無水乙醇混合，得到混合物M1；?

(2)將磷酸鈉鹽與水混合，得到混合物M2；?

(3)將混合物M2滴加入混合物M1中并置于170-280℃下反應6-12h，得到改性二氧化鈦；其中，?

相對于10mol的無水乙醇，所述鹽酸的用量為0.1-0.3mol，所述冰醋酸的用量為0.2-0.8mol，所述鈦酸正四丁酯的用量為0.15-0.25mol，所述磷酸鈉鹽的用量為0.002-0.025mol，所述水的用量為2.0-5.5mol。?