[發明專利]一種制備封裝二氧化鈦的疏水沸石催化材料的方法

有效

• 申請號: 201810137780.2
• 申請日: 2018-02-10
• 公開（公告）號: CN108339567B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 王亮;金竹;肖豐收
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B01J29/70
• 分類號: B01J29/70;B01J29/08;B01J20/16;B01J20/30;B01D53/86;B01D53/72
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 周世駿

本發明涉及疏水沸石制備吸附催化領域，旨在提供一種制備封裝二氧化鈦的疏水沸石催化材料的方法。包括：將二氧化鈦分散于適量水中，攪拌均勻；繼續加入普通硅源和帶疏水基團硅源，攪勻后旋蒸干燥，得到白色固體粉末；再加入氫氧化鈉、鋁源和剩余的水，攪拌后得到凝膠狀混合物；將凝膠狀混合物裝入水熱釜中反應；取出反應產物，抽濾、洗滌、干燥后，得到包裹了二氧化鈦并由疏水基團修飾的疏水沸石吸附催化材料；本發明使用模板劑較少，孔道沒有被大量模板劑填充，非常適合合成二氧化鈦@沸石?疏水基團催化劑；本發明使催化劑在吸附的同時還能夠降解有機物，不受水的影響，使催化劑適用范圍擴大；制備過程中采用的原料價格較低、制備過程簡單。

技術領域

本發明是關于疏水沸石制備吸附催化領域，特別涉及一種制備封裝二氧化鈦的疏水沸石催化材料的方法。

背景技術

沸石分子篩因其多孔結構在氣體吸附、分離，離子交換和催化等領域有廣泛應用。在吸附揮發性有機化合物時，沸石分子篩由于其較多的微孔結構，較大的比表面積而具有顯著優點。但是，在實際生活中，空氣中的水蒸氣往往會吸附在沸石分子篩的孔道中，從而降低對有機化合物的吸附能力，使得吸附量受到影響。為了解決這一問題，科研工作者開發出了沸石-疏水基團吸附催化劑。這種催化劑是將有機疏水基團引入沸石晶體或多晶中，使沸石分子篩同時具有較多微孔結構以及疏水的特性，對實際生活中，尤其是室內存在的揮發性有機化合物的吸附能力有了極大的提高。

為了在選擇性吸附后能夠有效降解有機物，科研工作者開發出了二氧化鈦包裹于疏水分子篩內部的核-殼催化劑。同時利用了二氧化鈦的較高的光催化活性以及疏水沸石分子篩的吸附能力達到對有機污染物較好的吸附降解能力。

但是，大部分合成這種催化劑的方法比較復雜，而且因為引入了疏水基團并同時包裹二氧化鈦，在合成過程中和普通分子篩略有不同，導致得到的產品中二氧化鈦不能很均勻的包裹于分子篩內。現如今的較多的合成方法中還未有對包裹二氧化鈦并用疏水基團修飾有較多的報道。所以合成二氧化鈦@沸石-疏水基團吸附催化劑仍然需要更多研究。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，克服現有技術中的不足，提供一種制備封裝二氧化鈦的疏水沸石催化材料的方法。

為解決上述技術問題，本發明的解決方案是：

提供一種制備封裝二氧化鈦的疏水沸石催化材料的方法，包括以下步驟：

將二氧化鈦分散于適量水中，攪拌均勻；繼續加入普通硅源和帶疏水基團硅源，攪勻后旋蒸干燥，得到白色固體粉末；再加入氫氧化鈉、鋁源和剩余的水，攪拌后得到凝膠狀混合物；將凝膠狀混合物裝入水熱釜中，在100～200℃下反應6～120小時；取出反應產物，抽濾、洗滌、干燥后，即得到包裹了二氧化鈦并由疏水基團修飾的疏水沸石吸附催化材料；

所述凝膠狀混合物中，氫氧化鈉∶鋁源∶普通硅源∶帶疏水基團硅源∶水的摩爾比為0.1～2.0∶0.1～5.0∶1.0～10∶0.01～5.0∶0.25～100；在最終所得的催化材料中，二氧化鈦的質量分數為1～10％。

所述普通硅源是納米二氧化硅、孔徑2.0～3.0nmd的細孔硅膠、孔徑4.5～7.0nm的B型硅膠或硅溶膠中的任意一種；所述帶疏水基團硅源是三丙基甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷或苯基三甲氧基硅烷中的任意一種。

本發明中，所述二氧化鈦為金紅石型、銳鈦礦型或金紅石銳鈦礦混相型中的任意一種。

本發明中，所述鋁源為鋁酸鈉、氧化鋁或鋁溶膠中的任意一種。

本發明中，所述疏水沸石吸附催化材料是NaY沸石(對應圖1中部分實施例的xrd譜線)，硅鋁原子比為1.0～4.0。

本發明中，疏水沸石吸附催化材料的比表面積在200～800m²/g之間。