[發明專利]氧化鋁開孔泡沫陶瓷負載Si摻雜的納米晶二氧化鈦光催化劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201710251633.3
• 申請日: 2017-04-18
• 公開（公告）號: CN107008240A
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發明（設計）人: 吳哲;劉和義;代德美;劉聰
• 申請（專利權）人: 南京理工大學;江蘇和騰熱工裝備科技有限公司
• 主分類號: B01J21/06
• 分類號: B01J21/06;C02F1/30
• 代理公司: 南京理工大學專利中心32203
• 代理人: 鄒偉紅

1.一種氧化鋁開孔泡沫陶瓷負載Si摻雜TiO₂光催化劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)配制溶膠：將聚乙酰丙酮合鈦溶于有機溶劑中，并按照一定的摻雜比例加入正硅酸乙酯和聚乙二醇，混合均勻制得Si摻雜的聚乙酰丙酮合鈦溶膠；

(2)泡沫陶瓷負載：在潔凈的氧化鋁開孔泡沫陶瓷表面負載上述Si摻雜的聚乙酰丙酮合鈦溶膠，隨后干燥，獲得表面負載Si摻雜聚乙酰丙酮合鈦溶膠薄膜的開孔泡沫陶瓷坯體；

(3)水蒸汽活化燒結：將上述所得坯體進行水蒸汽活化燒結的熱處理工藝為：采用蒸汽流量計控制水蒸汽流量為80～160mL/min，并分段控制升溫，先以1℃/min的升溫速率升溫至100±5℃，然后以0.2℃/min的升溫速率升溫至200±5℃，再以1℃/min升溫至500±10℃并保溫5～10h，隨后以10～20℃/min的升溫速率升溫至700℃-900℃并保溫1～10h，之后隨爐冷卻，即完成一次負載和活化燒結過程；

(4)多次負載燒結：繼續重復上述負載和水蒸汽活化燒結過程3～4次，最終得到所述的光催化劑。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，有機溶劑為甲醇、乙醇、異丙醇中的一種或它們的混合溶液；聚乙二醇選用PEG600。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，將聚乙酰丙酮合鈦溶于有機溶劑時，Ti⁴⁺的濃度控制在0.5～4mol/L；正硅酸乙酯按照摩爾比Si⁴⁺:Ti⁴⁺＝5～30:100的比例摻入；聚乙二醇按照摩爾比PEG600:Ti⁴⁺＝3～7:100的比例摻入。

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)中，采用霧化噴灑或負壓浸滲中的一種或它們的組合方式在潔凈的氧化鋁開孔泡沫陶瓷表面負載Si摻雜的聚乙酰丙酮合鈦溶膠。

5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)中，先在室溫條件下干燥2～6h，再置于60～80℃下干燥3～5h后獲得表面負載Si摻雜聚乙酰丙酮合鈦溶膠薄膜的開孔泡沫陶瓷坯體。

6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)中，用超聲波清洗待負載的氧化鋁開孔泡沫陶瓷30min～60min，隨后充分干燥后獲得潔凈的氧化鋁開孔泡沫陶瓷表面。

7.如權利要求1-6任一所述的方法制備的氧化鋁開孔泡沫陶瓷負載Si摻雜TiO₂光催化劑。