CN100395188C - 一种钛氧化物胶体的制备方法及相关物制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种结晶型二氧化钛胶体的制备方法，包括利用无机钛源形成含钛水溶液，通过对该含钛水溶液进行沉淀得到钛氧化物胶体，其特征在于：将所述钛氧化物胶体在水热釜中90-180℃之间加热处理4-24小时得到结晶型二氧化钛胶体，该结晶型二氧化钛胶体是含有锐钛矿型纳米二氧化钛光催化剂的胶体。采用该方法制备的钛氧化物胶体能够在低温(包括室温)或高温(7℃-400℃)使用，用于常温(25℃左右)或低温(7℃以上)结晶二氧化钛光催化剂涂层的制备，并且成本低廉；还可以作为多层涂层的底层使用，以增加上面涂层与本体的黏附力。本发明还提供一种室温二氧化钛光催化剂涂层的制备方法。
Description
技术领域
本发明涉及光催化技术领域，特别是一种钛氧化物胶体的制备方法，以及与此相关的一种结晶型二氧化钛胶体的制备方法和室温二氧化钛光催化剂涂层的制备方法。
背景技术
当今世界性的环境污染问题越来越受到各国政府重视，“光催化”，被世界权威专家誉为“当今世界最理想的杀菌净化新技术”，它具有杀菌、除臭、防污、亲水、防紫外线等功能并且效果彻底、安全、高效、持久；它适用于居家、医院、学校等公共场所及各种车辆的空气净化......。光催化的基本原理是利用包括太阳光在内的各种途径的紫外光，在材料内部激发光电子，产生电子-空穴对，即光生载流子。这些载流子迅速迁移到材料表面，与材料表面吸附的氧和水分反应产生活性氢氧自由基和氧阴离子自由基，进而与各种有机或无机污染物进行氧化作用，达到从空气中清除这些污染物的效果。该项技术具有能耗低、易操作、除净度高等特点，尤其对一些特殊的污染物具有比其他方法更突出的去除效果，而且没有二次污染。
从以上叙述中不难看出，光催化作用所需要的主要是光源(太阳光或室内灯光)，氧气(来自空气)和光催化剂。前两者自然界免费提供，因此所要提供的是优秀的光催化剂。作为光催化剂的材料主要有TiO2、ZnO、WO3、CdS等，而TiO2因具有化学稳定性好、无毒、价格低廉等特点而成为目前最理想的光催化剂。
现有技术中的二氧化钛胶体的制备采用有机的钛源，酸或者有机溶剂，增加了材料的成本，并且在结晶二氧化钛颗粒的形成中产生有污染的甚至有毒的气体。另外烧结温度也比较高，生成的二氧化钛涂层因为有有机体的挥发易形成带孔的结构，降低了涂层的致密性。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的缺陷或不足，提供一种钛氧化物胶体的制备方法，采用该方法制备的钛氧化物胶体能够在低温(包括室温)或高温(7℃-400℃)使用，用于常温(25℃左右)或低温(7℃以上)结晶二氧化钛光催化剂涂层的制备，并且成本低廉；还可以作为多层涂层的底层使用，以增加上面涂层与本体的黏附力。
本发明还提供一种结晶型二氧化钛胶体的制备方法，采用该方法制备的结晶型二氧化钛胶体是一种含有锐钛矿型纳米二氧化钛光催化剂胶体。此胶体可以喷涂到任何载体上，室温条件下即可形成二氧化钛光催化剂涂层，以便实现利用各种含有紫外光的光源清洁空气或者杀菌等功效。
本发明还提供一种室温二氧化钛光催化剂涂层的制备方法，采用该方法制备的室温二氧化钛光催化剂涂层不仅对紫外光敏感，而且还可以吸收一定量的可见光的能量，从而更加有效的净化室内空气。
本发明总的技术构思为，利用无机钛源形成含钛水溶液，通过沉淀得到钛氧化物胶体，从而区别于现有技术中采用有机钛源制备钛氧化物胶体的方法。
本发明的技术方案如下：
一种结晶型二氧化钛胶体的制备方法，包括利用无机钛源形成含钛水溶液，通过对该含钛水溶液进行沉淀得到钛氧化物胶体，其特征在于：将所述钛氧化物胶体在水热釜中90-180℃之间加热处理4-24小时得到结晶型二氧化钛胶体，该结晶型二氧化钛胶体是含有锐钛矿型纳米二氧化钛光催化剂的胶体。
还包括以下步骤：对所述沉淀的沉淀物进行水洗、过滤、离心分离或离子交换去除多余的无机离子，然后加入双氧水来形成稳定的钛氧化物胶体，该钛氧化物胶体呈黄色。
所述双氧水的添加在低温或冰水浴中进行。
所述无机钛源为四氯化钛、硫酸氧钛或钛白粉。
所述无机钛源为硫酸氧钛，向该硫酸氧钛的水溶液中滴入氨水混合搅拌生成沉淀，直到溶液pH值为7左右；然后过滤，清洗此沉淀；向沉淀中加入水，再加入氨水和双氧水，搅拌得到黄色透明的钛氧化物胶体。
所述无机钛源为四氯化钛，向该四氯化钛的水溶液中加入双氧水和氨水，氨水与钛的摩尔比为6∶1；搅拌得到黄色溶液，然后室温放置等待形成黄色沉淀；水洗和离心分离此沉淀直到pH值5左右；用硝酸银检查分离液体中的氯离子浓度，直到它的浓度难以检测；再次分离出上述沉淀并放置在冰水浴中，搅拌加入稍过量的双氧水，形成黄色的钛氧化物胶体。
所述无机钛源为钛白粉，加入过量的氨水和双氧水形成含钛水溶液，冰水浴中搅拌生成沉淀，水洗分离出来的沉淀，然后加入过量的双氧水，在冰水浴中搅拌得到黄色的钛氧化物胶体。
将上述钛氧化物胶体在水热釜中120℃加热处理6小时得到结晶型二氧化钛胶体，该结晶型二氧化钛胶体是含有锐钛矿型，针状纳米二氧化钛光催化剂的胶体。
一种室温二氧化钛光催化剂涂层的制备方法，其特征在于：将上述结晶型二氧化钛胶体喷涂到载体上，在室温条件下形成二氧化钛光催化剂涂层。
本发明的技术效果如下：
由于本发明的一种钛氧化物胶体的制备方法，利用便宜的无机钛源作为原料，因而能够降低制备成本。与现有技术中采用有机钛源相比，不存在有机物污染，更不会产生有毒气体，同时作为涂层使用时保障了涂层致密性。
由于加入无毒的双氧水和酸碱调节剂来制备胶体，并通过去除胶体中的无机离子和分解多余的双氧水来制备适于长期存放的胶体。此最终形成的胶体能够涂覆于多种材料上形成除臭，去污等多种光催化功效的涂层。
本发明提供的钛氧化物胶体可以作为多层涂层的底层使用，以增加上面涂层与本体的黏附力，其工艺过程如下：首先在室温将钛氧化物胶体喷涂到本体上，然后在低温(小于180℃)焙烧，形成无定型，致密的钛氧化物。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
本发明的钛氧化物胶体的制备采用无机的钛源，包括四氯化钛，硫酸氧钛，钛白粉等为原料，加入双氧水和适量氨水形成过氧化物溶液或者沉淀。然后通过水洗，离心分离或者离子交换等手段使其中的无机离子浓度降低，多余的无机离子可能是硫酸根，氯离子，铵离子等。最后加入过量双氧水到上述形成的沉淀中，低温搅拌形成透明的黄色溶液，即为钛氧化物胶体。在透明的钛氧化物胶体的形成中，每次双氧水的添加要求在低温进行，最好在冰水浴中制备。
总的说来，本发明利用廉价的钛的无机盐为原料，首先形成可溶性的含钛水溶液，可溶性的含钛水溶液的形成中需要添加适量氨水和过量双氧水。接着对此溶液通过加热或长期放置来获得沉淀的过氧化钛水合物。然后再去除其中的无机多余离子，并加入双氧水来形成稳定的钛氧化物胶体。
本发明提供的钛氧化物胶体可以作为多层涂层的底层使用，以增加上面涂层与本体的黏附力。工艺过程如下：首先在室温将钛氧化物胶体喷涂到本体上，然后在低温(小于180℃)焙烧，形成无定型，致密的钛氧化物。
本发明提供的钛氧化物胶体在水热釜中90-180℃之间加热处理4-24小时后可得到含有锐钛矿型纳米二氧化钛光催化剂胶体。此胶体可以喷涂到任何载体上，室温条件下即可形成二氧化钛光催化剂涂层。以便实现利用各种含有紫外光的光源清洁空气或者杀菌等功效。
关于钛氧化物胶体的制备，针对硫酸氧钛，四氯化钛，钛白粉等无机钛源分别给出制备方法的实施例：
实施例1：
向含有2.5克硫酸氧钛的100毫升水溶液中(即将2.5克硫酸氧钛溶于100毫升水中)滴入30％氨水混合搅拌生成沉淀，直到溶液pH值为7左右。 然后过滤，清洗此沉淀。向沉淀中加入200毫升水，再加入20毫升30％氨水和30毫升30％双氧水搅拌一天可得到黄色透明的胶体。
实施例2：
将10毫升60％四氯化钛稀释20倍，加入50毫升30％双氧水和氨水，氨水与钛的摩儿比为6∶1。搅拌得到黄色溶液。然后室温放置等待形成黄色沉淀。水洗和离心分离此沉淀直到pH值5左右。用硝酸银检查分离液体中的氯离子浓度，直到它的浓度难以检测为最佳。再次分离出上述沉淀并放置在冰水浴中，搅拌加入稍过量的双氧水，形成黄色的钛氧化物胶体。
实施例3：
1克钛白粉加入大量过量的氨水和稍过量的双氧水，冰水浴中搅拌48小时可得淡黄色的溶液或沉淀。水洗分离出来的沉淀，然后再加入稍过量的双氧水，冰水浴中搅拌可得类似上面的黄色的钛氧化物胶体。
关于结晶二氧化钛胶体的制备实施例：
上述的钛氧化物胶体在水热釜中120℃加热处理6小时可得到含有锐钛矿型，针状纳米二氧化钛光催化剂的胶体。此胶体可直接用来制作室温二氧化钛光催化剂涂层。
应当指出，上述具体实施例在于能够使本领域技术人员更好地理解本发明的技术实质，而并非用于限制本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种结晶型二氧化钛胶体的制备方法，包括利用无机钛源形成含钛水溶液，通过对该含钛水溶液进行沉淀得到钛氧化物胶体，其特征在于：将所述钛氧化物胶体在水热釜中90-180℃之间加热处理4-24小时得到结晶型二氧化钛胶体，该结晶型二氧化钛胶体是含有锐钛矿型纳米二氧化钛光催化剂的胶体。
2.根据权利要求1所述的结晶型二氧化钛胶体的制备方法，其特征在于还包括以下步骤：对所述沉淀的沉淀物进行水洗、过滤、离心分离或离子交换去除多余的无机离子，然后加入双氧水来形成稳定的钛氧化物胶体，该钛氧化物胶体呈黄色。
3.根据权利要求2所述的结晶型二氧化钛胶体的制备方法，其特征在于所述双氧水的添加在冰水浴中进行。
4.根据权利要求1所述的结晶型二氧化钛胶体的制备方法，其特征在于所述无机钛源为四氯化钛、硫酸氧钛或钛白粉。
5.根据权利要求4所述的结晶型二氧化钛胶体的制备方法，其特征在于所述无机钛源为硫酸氧钛，向该硫酸氧钛的水溶液中滴入氨水混合搅拌生成沉淀，直到溶液pH值为7左右；然后过滤，清洗此沉淀；向沉淀中加入水，再加入氨水和双氧水，搅拌得到黄色透明的钛氧化物胶体。
6.根据权利要求4所述的结晶型二氧化钛胶体的制备方法，其特征在于所述无机钛源为四氯化钛，向该四氯化钛的水溶液中加入双氧水和氨水，氨水与钛的摩尔比为6∶1；搅拌得到黄色溶液，然后室温放置等待形成黄色沉淀；水洗和离心分离此沉淀直到pH值5左右；用硝酸银检查分离液体中的氯离子浓度，直到它的浓度难以检测；再次分离出上述沉淀并放置在冰水浴中，搅拌加入稍过量的双氧水，形成黄色的钛氧化物胶体。
7.根据权利要求4所述的结晶型二氧化钛胶体的制备方法，其特征在于所述无机钛源为钛白粉，加入过量的氨水和双氧水形成含钛水溶液，冰水浴中搅拌生成沉淀，水洗分离出来的沉淀，然后加入过量的双氧水，在冰水浴中搅拌得到黄色的钛氧化物胶体。
8.根据权利要求1所述的一种结晶型二氧化钛胶体的制备方法，其特征在于：将钛氧化物胶体在水热釜中120℃加热处理6小时得到结晶型二氧化钛胶体，该结晶型二氧化钛胶体是含有锐钛矿型，针状纳米二氧化钛光催化剂的胶体。
9.一种室温二氧化钛光催化剂涂层的制备方法，其特征在于：将权利要求1所述的结晶型二氧化钛胶体喷涂到载体上，在室温条件下形成二氧化钛光催化剂涂层。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1415550A (zh) * | 2002-12-12 | 2003-05-07 | 中山大学 | 水热晶化硫酸钛液制备纳米锐钛矿型二氧化钛的方法 |
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| CN1609000A (zh) * | 2003-10-17 | 2005-04-27 | 胡祥 | 纳米氧化钛成膜胶体的制备方法 |
| CN1583888A (zh) * | 2004-06-16 | 2005-02-23 | 武汉大学 | 3－10nm二氧化钛TiO2纳米晶光触媒涂料的制备方法 |
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Non-Patent Citations (4)
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| Preparation of titanium (IV) oxide thin film photocatalyst bysol-gel dip coating. R.S.Sonawane, et al.Materials Chemistry and Physics,Vol.77 . 2002 |
| Preparation of titanium (IV) oxide thin film photocatalyst bysol-gel dip coating. R.S.Sonawane, et al.Materials Chemistry and Physics,Vol.77 . 2002 * |
| 过氧钛酸溶胶前驱体制备TiO2薄膜及其光催化性能. 戈磊等.硅酸盐学报，第33卷第3期. 2005 |
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