[發明專利]一種新型空心TiO2納米杯催化劑的制備方法及其負載金屬后的應用

在審

• 申請號: 201710468272.8
• 申請日: 2017-06-20
• 公開（公告）號: CN107335418A
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發明（設計）人: 張國亮;宋士健;徐澤海;秦磊
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: B01J21/18
• 分類號: B01J21/18;B01J23/745;B01J32/00;C02F1/30;C02F1/72
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司33201
• 代理人: 黃美娟,王兵

1.一種新型空心TiO₂納米杯催化劑的制備方法，其特征在于，所述的方法按如下步驟進行：

(1)以納米級C球為模板，將所述的C球浸漬于有機鈦鹽中，加入質量分數為1～3％氨水，在0～30℃下攪拌反應30～60分鐘后，所得反應混合物A經后處理得到C@TiO₂球；所述的有機鈦鹽的加入量以C球的質量計為10～40ml/g，所述的氨水的加入量以C球的質量計為10～40ml/g；

(2)將步驟(1)所得C@TiO₂球置于正硅酸乙酯和無水乙醇的混合溶液中，加入質量分數為1～3％的氨水，在0～30℃下攪拌20～40分鐘后，所得反應混合物B經后處理得到C@TiO₂@SiO₂球；所述的混合溶液的加入量以C@TiO₂球的質量計為10～40ml/g；所述的氨水的加入量以C@TiO₂球的質量計為10～40ml/g；

(3)將步驟(2)所得C@TiO₂@SiO₂球在600～1200℃下，煅燒4～8小時后，向所得煅燒產物中加入3％～10％的HF或NaOH的水溶液，在0～40℃下反應0.5～1.5h，所得反應混合物C經后處理得到“空心TiO₂納米杯”催化劑；所述HF或NaOH的水溶液的加入量以煅燒產物的質量計為20～100ml/g。

2.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述的C球直徑為100～900nm。

3.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，有機鈦鹽為鈦酸四丁酯、四氯化鈦或鈦酸四異丙酯中的一種或多種。

4.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所得反應混合物A的后處理過程為：反應結束后，所得反應混合物A在3000～12000r/min下離心5～15min得到固體A，所述固體A用去離子水洗滌后，置于60℃～90℃烘箱中干燥6～12h，取出烘干產物A研碎，得到C@TiO₂球。

5.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述的混合溶液中正硅酸乙酯和無水乙醇的體積比1:1～3。

6.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所得反應混合物B的后處理過程為：反應結束后，所得反應混合物B在4000～10000r/min下離心5～15min得到固體B，所述固體B用去離子水洗滌后，置于60～90℃烘箱中干燥6～12h，取出烘干產物B研碎，得到C@TiO₂@SiO₂球。

7.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，所得反應混合物C的后處理過程為：反應結束后，將反應混合物抽濾,所得濾渣水洗至濾液呈中性,然后在50～80℃下真空干燥得到“空心TiO₂納米杯”催化劑。

8.一種如權利要求1所述的新型“空心TiO₂納米杯”催化劑作為載體負載金屬、金屬化合物或金屬離子中的一種或多種，在固體、氣體、液體的催化反應中的應用。

9.如權利要求8所述的應用，其特征在于：所述的金屬為Fe、Au、Ag或Cu，所述的金屬化合物為Fe₂O₃、Fe₃O₄或CuO，所述的金屬離子為Fe²⁺、Fe³⁺、Ag⁺、Au³⁺或Cu²⁺。