[發明專利]一種含銳鈦礦型TiO2

有效

• 申請號: 201810928265.6
• 申請日: 2018-08-15
• 公開（公告）號: CN109046407B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 劉世權;張力元;陳峰
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: B01J27/18
• 分類號: B01J27/18;B01J20/06;B01J20/30
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 賈波

本發明公開了一種含銳鈦礦型TiO₂晶相的多孔材料的制備方法及所得產品和應用，該多孔材料由0?30mol%MgO，23?45mol%CuO，15?30mol%TiO₂和17~30mol%P₂O₅制成，制備時，先將各原料熔融，然后經急冷成型或水淬、熱處理、酸蝕等步驟得到。該方法原料價格便宜，操作簡單、易于控制、流程短，適合工業化應用推廣和大規模生產，為多孔TiO₂材料制備技術提供了全新的思路。所得多孔材料含有銳鈦礦型TiO₂晶相，比表面積高、尺寸可調、與P25相比比重大，易于使用且使用后便于回收，同時具有吸附、離子交換和光催化多重功能，可以應用于多種領域。

技術領域

本發明涉及一種含銳鈦礦型TiO₂晶相（anatase TiO₂）的多孔材料的制備方法及所得產品和應用，屬于多孔材料技術領域。

背景技術

銳鈦礦型二氧化鈦具有優異的光催化能力，可用做光解水產氫、有機廢水處理等的催化材料。多孔銳鈦礦型TiO₂材料可提高TiO₂的催化效率，其合成方法從成孔機理上分為溶膠-凝膠法、模板法、醇解法、水熱法等，這些方法實現大規模生產均存在一定難度。

最著名的光催化劑是德國產的P25，其平均粒徑約為25nm左右，含有70~90%的銳鈦礦型TiO₂晶相，其余為金紅石相，該催化劑雖然光催化效果強，但是為納米級，很容易團聚，使用回收不便。用于制備銳鈦礦型二氧化鈦光催化劑或多孔TiO₂的原料的主要原料包括TiCl₄、鈦酸四丁酯、異丙醇鈦等。此外，制備過程中常使用有機溶劑和模板劑，這些原料成本都較高，且上述鈦源且在空氣中易水解，儲存和使用控制困難。著名的P25就是用TiCl₄與空氣及氫氣混合，然后在1000~2400^oC高溫下燃燒合成的納米粉末，表面積約為50m²/g。由于工藝及原料成本的原因，TiO₂光催化劑的價格較高。因此，已有一些探討使用工業硫酸氧鈦或偏鈦酸為原料制備TiO₂光催化劑的報道。

發明內容

針對目前二氧化鈦光催化劑難以規模化生產、生產控制困難及成本高的缺陷，本發明提供了一種含銳鈦礦型TiO₂晶相的多孔材料的制備方法及所得產品，該方法基于多相固體經選擇性酸腐蝕合并原位化學反應原理，制得了含銳鈦礦型TiO₂晶相的多孔材料，原料廉價易得，操作簡單易控，便于規模化生產，所得材料具有較高的比表面積，比重大，使用方便。

本發明具體技術方案如下：

一種含銳鈦礦型TiO₂晶相的多孔材料的制備方法，該方法包括以下步驟：

（1）按照MgO 0~30mol%、CuO 23~45mol%、TiO₂ 15~30mol%、P₂O₅17~30mol%的組分含量稱取各原料；

（2）將各原料混合均勻，得混合料，將混合料升溫至熔融，所得熔融液在模具上急冷成型或水淬；

（3）將急冷成型的樣品冷卻，或將水淬的樣品干燥，備用；

（4）將步驟（3）的樣品先在520-570℃下保溫，再在665-704℃下保溫；

（5）將步驟（4）的樣品浸在鹽酸中進行腐蝕，得到含銳鈦礦型TiO₂晶相的多孔材料。