[發(fā)明專利]一種二氧化鈦體-表兩相缺陷的優(yōu)化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710080254.2
• 申請(qǐng)日: 2017-02-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106824148B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂金澤;高俊賢;張旻;王艷紅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江南大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J21/06
• 分類號(hào): B01J21/06;B01D53/86;B01D53/44
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• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明提供了一種二氧化鈦體?表兩相缺陷的優(yōu)化方法。該方法是將無(wú)水乙醇和氨水混合，將晶體二氧化鈦投加到上述混合溶液中攪拌，將正硅酸乙酯緩慢滴入上述懸濁液中攪拌并離心，所得固體自然風(fēng)干或烘干，置于馬弗爐煅燒，得到固體粉末；將制得的固體粉末加入到稀氫氟酸溶液中去除包覆的二氧化硅，而后水洗至中性，離心，自然風(fēng)干或烘干得到體相缺陷少且表面缺陷多的二氧化鈦材料。本發(fā)明可以顯著提高二氧化鈦光催化劑的光電轉(zhuǎn)化效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光催化技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種可提高光電轉(zhuǎn)化效率的二氧化鈦體-表兩相缺陷的優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

VOCs(揮發(fā)性有機(jī)污染物，Volatile Organic Compounds)能與大氣中氮氧化合物反應(yīng)形成光化學(xué)煙霧，并伴隨著異味，且是霧霾的前體物質(zhì)，具有“三致”效應(yīng)，嚴(yán)重影響人體健康。而光催化氧化技術(shù)作為一種能耗低、綠色環(huán)保的VOCs治理技術(shù)，其中以二氧化鈦為代表的光催化劑以穩(wěn)定性高、廉價(jià)無(wú)毒等優(yōu)點(diǎn)備受關(guān)注，所以以二氧化鈦為光催化劑的光催化技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用前景。但現(xiàn)有的二氧化鈦光催化劑存在光電轉(zhuǎn)化效率低，光催化效率低的缺點(diǎn)，而且主要原因是現(xiàn)有的二氧化鈦顆粒體相缺陷和表面缺陷會(huì)在材料處理過(guò)程中同步生成和同步消失，由于缺陷會(huì)成為光生電荷復(fù)合的中心，所以體相缺陷會(huì)使二氧化鈦光催化劑光電轉(zhuǎn)化效率降低，而表面缺陷能使光生電荷遷移到材料表面與污染物發(fā)生反應(yīng)。為了減少二氧化鈦光催化劑體相缺陷，同時(shí)保留或增多二氧化鈦光催化劑表面缺陷，需要開(kāi)發(fā)相應(yīng)二氧化鈦的改性方法，增強(qiáng)其光電轉(zhuǎn)化效率。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種二氧化鈦體-表兩相缺陷的優(yōu)化方法。本發(fā)明制備的材料同時(shí)具有較少的體相缺陷和較多的表面缺陷，可以顯著提高二氧化鈦光催化劑的光電轉(zhuǎn)化效率。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種二氧化鈦體-表兩相缺陷的優(yōu)化方法，該方法包括以下步驟：

(1)將無(wú)水乙醇與氨水混合，其中乙醇與氨的摩爾比是1:5～100；

(2)將晶體二氧化鈦與步驟(1)所得溶液以質(zhì)量之比為1:2000～1:50混合，超聲震蕩0.1～5h，形成二氧化鈦懸濁液；

(3)在激烈攪拌的條件下，將正硅酸乙酯在1～150min內(nèi)緩慢滴入步驟(2)所得懸濁液中，其中正硅酸乙酯與步驟(2)所得懸濁液的質(zhì)量之比為1:1000～1:10；

(4)將步驟(3)所得懸濁液在10℃～100℃條件下攪拌1～50h；

(5)將步驟(4)所得懸濁液離心或過(guò)濾，離心或過(guò)濾后所得固體水洗2～4次，無(wú)水乙醇洗1～4次，自然風(fēng)干或烘干得固體粉末；

(6)將步驟(5)所得固體粉末在350℃～1200℃加熱條件下煅燒1～300min；

(7)將步驟(6)所得固體加入氫氟酸溶液中攪拌反應(yīng)1～72h離心或過(guò)濾棄上清液，其中氫氟酸溶液與固體的質(zhì)量比為5～200:1；

(8)將步驟(7)離心或過(guò)濾后得到的固體水洗至pH值為6～8，離心或過(guò)濾，自然風(fēng)干或烘干得高光電轉(zhuǎn)化效率的二氧化鈦材料。

2、步驟(2)所述晶體二氧化鈦可以是銳鈦礦型、金紅石型或銳鈦礦與金紅石的混晶，粒徑范圍為10-1000nm。

3、步驟(1)所述氨水為20～30wt％的氨水溶液。

4、步驟(5)和步驟(8)所述的水為超純水、去離子水或蒸餾水。

5、步驟(7)所述氫氟酸溶液為1～10wt％的氫氟酸溶液。

6、制備得到的高光電轉(zhuǎn)化效率二氧化鈦材料的應(yīng)用，其特征在于可用于降解有機(jī)污染物。

本發(fā)明有益的技術(shù)效果在于：