CN102671586A - 一种TiO2-SiO2复合气凝胶的制备方法 - Google Patents
一种TiO2-SiO2复合气凝胶的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102671586A CN102671586A CN2012101181024A CN201210118102A CN102671586A CN 102671586 A CN102671586 A CN 102671586A CN 2012101181024 A CN2012101181024 A CN 2012101181024A CN 201210118102 A CN201210118102 A CN 201210118102A CN 102671586 A CN102671586 A CN 102671586A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- tio
- sio
- composite aerogel
- preparatory
- modification
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 78
- 239000004964 aerogel Substances 0.000 title claims abstract description 77
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 229910003082 TiO2-SiO2 Inorganic materials 0.000 title abstract 2
- 239000003607 modifier Substances 0.000 claims abstract description 40
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 37
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 122
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 71
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 71
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 62
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 55
- 239000000499 gel Substances 0.000 claims description 49
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 49
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims description 33
- 238000003483 aging Methods 0.000 claims description 32
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 26
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 239000000872 buffer Substances 0.000 claims description 25
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 claims description 23
- YRKCREAYFQTBPV-UHFFFAOYSA-N acetylacetone Chemical compound CC(=O)CC(C)=O YRKCREAYFQTBPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 20
- UQEAIHBTYFGYIE-UHFFFAOYSA-N hexamethyldisiloxane Chemical compound C[Si](C)(C)O[Si](C)(C)C UQEAIHBTYFGYIE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- YFCGDEUVHLPRCZ-UHFFFAOYSA-N [dimethyl(trimethylsilyloxy)silyl]oxy-dimethyl-trimethylsilyloxysilane Chemical group C[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)C YFCGDEUVHLPRCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 11
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims description 10
- 239000011240 wet gel Substances 0.000 claims description 10
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 8
- RSIHJDGMBDPTIM-UHFFFAOYSA-N ethoxy(trimethyl)silane Chemical compound CCO[Si](C)(C)C RSIHJDGMBDPTIM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000002454 metastable transfer emission spectrometry Methods 0.000 claims description 8
- CPUDPFPXCZDNGI-UHFFFAOYSA-N triethoxy(methyl)silane Chemical compound CCO[Si](C)(OCC)OCC CPUDPFPXCZDNGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical group [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 6
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims description 6
- FPCJKVGGYOAWIZ-UHFFFAOYSA-N butan-1-ol;titanium Chemical compound [Ti].CCCCO.CCCCO.CCCCO.CCCCO FPCJKVGGYOAWIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 4
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 claims description 3
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 claims description 2
- POPACFLNWGUDSR-UHFFFAOYSA-N methoxy(trimethyl)silane Chemical compound CO[Si](C)(C)C POPACFLNWGUDSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 abstract description 2
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 abstract 1
- 150000001282 organosilanes Chemical class 0.000 abstract 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 96
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 78
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 71
- 238000013033 photocatalytic degradation reaction Methods 0.000 description 37
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 31
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 description 30
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 30
- 229940043267 rhodamine b Drugs 0.000 description 29
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 28
- PYWVYCXTNDRMGF-UHFFFAOYSA-N rhodamine B Chemical compound [Cl-].C=12C=CC(=[N+](CC)CC)C=C2OC2=CC(N(CC)CC)=CC=C2C=1C1=CC=CC=C1C(O)=O PYWVYCXTNDRMGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 27
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 23
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 20
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 18
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 18
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 17
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 13
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 12
- 229920000297 Rayon Polymers 0.000 description 10
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 10
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 8
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 8
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 6
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 6
- 239000003729 cation exchange resin Substances 0.000 description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 6
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 description 6
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 4
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 3
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 3
- 238000011017 operating method Methods 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JKDNURWMOZTUPJ-UHFFFAOYSA-K [Na+].[Zr+4].P(=O)([O-])([O-])[O-].[Ca+2] Chemical compound [Na+].[Zr+4].P(=O)([O-])([O-])[O-].[Ca+2] JKDNURWMOZTUPJ-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 2
- 101100203596 Caenorhabditis elegans sol-1 gene Proteins 0.000 description 1
- 238000006424 Flood reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 238000004500 asepsis Methods 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000002242 deionisation method Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 1
- 230000005661 hydrophobic surface Effects 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 239000013335 mesoporous material Substances 0.000 description 1
- 230000001473 noxious effect Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000010148 water-pollination Effects 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Silicon Compounds (AREA)
Abstract
本发明提供了一种TiO2-SiO2复合气凝胶的制备方法。该方法主要包括使用由有机硅烷类和硅烷偶联剂组成的预改性剂进行处理的步骤。本发明所述的制备方法可有效地缩短制备周期，其工艺方便易行，适合于大规模工业化生产与应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种TiO2-SiO2复合气凝胶的制备方法，属于水、空气净化用吸附/光催化材料技术领域。
背景技术
TiO2光催化剂因其性能稳定、催化活性强、无毒环保等特点，长时间以来一直获得国内外研究学者们的广泛关注。为进一步提高TiO2光催化剂的光催化效率，可采用吸附/光催化相结合的方法，利用多孔材料的吸附性能和光催化剂的光催化性能同时对污染物进行吸附和降解，从而提高光催化效率。例如利用活性碳(LI You ji，et al.Environmental Chemistry，2004 23(6))或多孔磷酸锆钠(专利CN101219387)等多孔材料作为载体来负载TiO2催化剂，能够进一步提高TiO2的光催化性能。然而活性碳极易吸潮，在多水湿润的环境中吸附率急剧下降，而作为载体的多孔磷酸锆钠光催化材料也是亲水的，不利于对疏水性有机污染物的吸附和降解。由于许多有机污染物呈现疏水性特点，容易在疏水性表面发生吸附，因此制备一种稳定的、亲水/疏水性可调的具有强力吸附性能和光催化降解能力的的多孔光催化材料对于清除空气、水中的各种污染物具有重要意义，将在空气净化和水净化领域中获得广泛应用。
SiO2气凝胶是一种具有高孔体积和高效吸附能力的轻质介孔材料，将TiO2光催化剂与SiO2气凝胶复合则可同时发挥气凝胶的高效吸附能力和TiO2光催化活性高的特点。本课题组在专利CN100574863C中公布了通过对TiO2-SiO2复合湿凝胶进行溶剂替换-表面改性的常压干燥方法制备了TiO2-SiO2复合气凝胶。本发明对专利CN100574863C中提及的TiO2-SiO2复合气凝胶的制备方法进行了进一步的改进和完善，通过溶胶阶段加入缓冲液和预改性剂的方法进一步提高溶剂替换-表面改性速度，以缩短制备周期；并通过复合气凝胶后吸附负载TiO2步骤进一步增加复合气凝胶中的TiO2含量，从而可更好地调控TiO2-SiO2复合气凝胶的吸附/光催化效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种TiO2-SiO2复合气凝胶的制备方法，通过溶胶阶段对其进行预改性，可以有效的缩短制备周期，制备周期可以缩短为专利CN100574863C中提及的TiO2-SiO2复合气凝胶的制备周期的1/2～2/3；并将制备后的复合气凝胶进一步浸渍TiO2，可增加复合气凝胶中TiO2的含量，制备出的材料光催化效率较强。
本发明中所述的TiO2-SiO2复合气凝胶的制备方法，包括将预改性的TiO2-SiO2复合溶胶陈化的步骤，其特征在于所述的预改性的TiO2-SiO2复合溶胶通过下述方法制备：
a将TiO2-SiO2复合溶胶与缓冲剂按体积比为120∶1～24混合，搅拌5～10min；其中，所述的缓冲剂选自十甲基四硅氧烷、三甲基乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷和六甲基二硅氧烷；
b加入预改性剂，搅拌0.5～1.5min；其中，所述的预改性剂与TiO2-SiO2复合溶胶的体积比为1～24∶120，所述的预改性剂选自硅烷偶联剂。
上述TiO2-SiO2复合气凝胶的制备方法中，步骤a中的缓冲剂优选为六甲基二硅氧烷。
而步骤b中的预改性剂优选为三甲基氯硅烷、甲基三乙氧基硅烷、三甲基乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷或三甲基甲氧基硅烷。
上述制备方法中，还包括在步骤b后加入烷烃类溶剂；所述的烷烃类溶剂选自正己烷、环己烷和庚烷；烷烃类溶剂最大的加入量与TiO2-SiO2复合溶胶体积相等。
本发明所述的TiO2-SiO2复合气凝胶的制备方法中所述的陈化的具体操作方法为：80℃陈化0.5～8h后再于50℃水浴下陈化6～24h或20℃下陈化6～24h。
对上述本发明的方法进行进一步的描述，更具体地，该方法应该包括如下操作步骤：
①分别配制TiCl4水溶液和硅酸溶液；
②制备TiO2-SiO2复合溶胶，使Ti/Si摩尔比为1∶10～10∶1；
③制备预改性的TiO2-SiO2复合溶胶：
a将TiO2-SiO2复合溶胶与缓冲剂按体积比为120∶1～24混合，搅拌5～10min；其中，所述的缓冲剂选自十甲基四硅氧烷、三甲基乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷和六甲基二硅氧烷；
b加入预改性剂，搅拌0.5～1.5min；其中，所述的预改性剂与TiO2-SiO2复合溶胶的体积比为1～24∶120，所述的预改性剂选自硅烷偶联剂；
c加入烷烃类溶剂；所述的烷烃类溶剂选自正己烷、环己烷和庚烷；
④80℃陈化0.5～8h后再于50℃水浴下陈化6～24h或20℃下陈化6～24h，形成复合凝胶；
⑤对复合凝胶进行改性及溶剂替换处理，改性剂由三甲基氯硅烷和烷烃类试剂组成；完成后用烷烃类试剂清洗改性后的湿凝胶；
⑥对改性处理后的凝胶进行常压干燥处理，得到TiO2-SiO2复合气凝胶。
其中，步骤⑤中，改性剂中的烷烃类试剂选自正己烷、环己烷或庚烷，其主要作为溶剂使用，至少应当完全没过凝胶块儿。本发明的发明人一般选择控制改性剂中的有机硅烷类试剂与TiO2-SiO2复合溶胶的体积比1∶9～20，且改性3～4次，改性处理总时间为12～48h。处理应当达到的标准为：胶块出水体积达到溶胶体积的80～95％，且在水相中呈漂浮状态。
本发明中，为了更进一步的优化技术方案，还包括对步骤⑥得到的TiO2-SiO2复合气凝胶负载TiO2的步骤；其操作方法如下：
(a)配制TiO2溶胶，使TiO2溶胶的浓度为0.10～0.75mol/L；
(b)将步骤⑥得到的TiO2-SiO2复合气凝胶浸没到TiO2溶胶中，超声振荡2～20min；
(c)干燥。
其中，上述步骤(a)的具体操作方法为：将钛酸丁酯，乙酰丙酮，去离子水和无水乙醇按体积比为1～10∶2∶2∶25混合后，搅拌1～2h。
本发明中，具体的描述，该方法包括如下步骤：
①分别配制TiCl4水溶液和硅酸溶液；
②制备TiO2-SiO2复合溶胶，使Ti/Si摩尔比为1∶10～10∶1；
③制备预改性的TiO2-SiO2复合溶胶：
a将TiO2-SiO2复合溶胶与缓冲剂按体积比为120∶1～24混合，搅拌5～10min；其中，所述的缓冲剂选自十甲基四硅氧烷、三甲基乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷和六甲基二硅氧烷；
b加入预改性剂，搅拌0.5～1.5min；其中，所述的预改性剂与TiO2-SiO2复合溶胶的体积比为1～24∶120，所述的预改性剂选自硅烷偶联剂；
c加入烷烃类溶剂；所述的烷烃类溶剂选自正己烷、环己烷和庚烷；
④80℃陈化0.5～8h后再于50℃水浴下陈化6～24h或20℃下陈化6～24h，形成复合凝胶；
⑤对复合凝胶进行溶剂替换/改性处理12～48h；改性剂由醇类和烷烃类试剂组成；完成后用烷烃类试剂清洗改性后的湿凝胶；
⑥对改性处理后的凝胶进行常压干燥处理，得到TiO2-SiO2复合气凝胶；
⑦TiO2-SiO2复合气凝胶负载TiO2；
(a)配制TiO2溶胶，将钛酸丁酯，乙酰丙酮，去离子水和无水乙醇按体积比为1～10∶2∶2∶25混合后，搅拌1～2h，使TiO2溶胶的浓度为0.10～0.75mol/L；
(b)将步骤⑥得到的TiO2-SiO2复合气凝胶浸渍到TiO2溶胶中，超声振荡2～20min；
(c)在80～150℃下干燥6～24h。
本发明中，所使用的TiCl4水溶液和硅酸溶液的配制方法如下：
TiCl4水溶液的配制：根据要配制的TiCl4水溶液的浓度，准确称量所需冰块和TiCl4，将TiCl4缓慢地滴到冰块上，待冰块完全融化后，充分搅拌1h，此操作在通风橱中完成，得到的TiCl4水溶液抽滤除杂后，于深棕色的玻璃瓶中密封保存。
硅酸溶液的配制：将模数＝3.38的工业水玻璃用去离子水按V工业水玻璃∶V去离子 水＝1∶4比例稀释，然后用强酸性苯乙烯阳离子交换树脂进行离子交换，得pH＝2～3的硅酸溶液。
本发明中的TiO2-SiO2复合溶胶的制备如下：一边搅拌，一边将TiCl4水溶液缓慢滴加到硅酸中，搅拌1h，使Ti/Si摩尔比为1∶10～10∶1。
本发明中，对改性后的凝胶进行常压干燥处理，其具体操作步骤为依次在60℃、75～80℃、120℃和150℃条件下各保温干燥2h。
本发明所述的TiO2-SiO2复合气凝胶的比表面积在220～1000m2/g之间、孔容积0.75～3.85cm3/g、BJH脱附平均孔直径5.0～18.0nm和BJH脱附最可几孔直径3.0～20.0nm，呈现出较强的疏水性能，具有高效的吸附性能及光催化降解性能，吸附/光催化协同作用并相互促进，能够有效清除空气及水中的有害污染物；疏水性能使其特别适合于吸附及降解空气及水中的有机污染物，而且通过热处理可调控其亲水/疏水性，经550℃热处理后复合气凝胶由疏水性转变成亲水性，可以吸附并且光催化降解亲水性物质。
本发明所述的TiO2-SiO2复合气凝胶的制备方法，采用廉价易得的原料TiCl4和工业水玻璃，能够降低生产成本，且可有效地缩短制备周期，制备工艺方便易行，适合于大规模工业化生产与应用。
具体实施方式
下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。如无特殊说明，对制得的TiO2-SiO2复合气凝胶产品性能参数的测定中：
(1)利用SSA-4200型孔径及比表面积分析仪来测定TiO2-SiO2气凝胶的多点BET比表面积、BJH脱附累积总孔容积、BJH脱附平均孔直径和BJH脱附最可几孔直径；
(2)通过吸附和光催化降解罗丹明B进行TiO2-SiO2复合气凝胶的吸附/光催化降解性能试验：将0.6g经过550℃热处理后的TiO2-SiO2复合气凝胶样品均分成6份，即每份0.1g，投入到浓度为1×10-5mol/L的20ml的罗丹明B溶液中，令其在装有254nm波长紫外灯的暗箱中进行吸附实验，吸附饱和后开灯进行光催化降解实验。每隔一段时间取出一份样品，再利用分光光度计法测定溶液吸光度的变化，以此来监测TiO2-SiO2复合气凝胶对罗丹明B水溶液的吸附过程及光催化降解过程，不同吸附时间和光照时间的吸光度值采用UV751GD型紫外/可见光分光光度计来测定，吸收波长为560nm。
其中要注意以下几点：
①吸光度A与罗丹明B水溶液浓度CRhB的标准曲线的绘制：先分别配制浓度为1×10-6mol/L、2×10-6mol/L、4×10-6mol/L、5×10-6mol/L、8×10-6mol/L和10×10-6mol/L六个点，并利用UV751GD型紫外/可见光分光光度计来测定出以上各点对应的吸光度值，从而绘制出标准曲线；
②测定加入产品后的吸光度值，并通过①中获得的标准曲线找出对应吸光度值的罗丹明B水溶液的浓度CRhB，用其与时间绘制曲线。
(3)通过(2)中测定的罗丹明B溶液可以计算出产品的吸附率及吸附/光催化总降解率：
吸附率：
式中：C0-罗丹明B溶液的初始浓度；C-吸附3h后罗丹明B溶液的浓度；η吸附率-吸附率。
吸附/光催化总降解率：
式中：C0-罗丹明B溶液的初始浓度；C终-吸附/光催化10h后罗丹明B溶液的浓度；η总降解率-吸附/光催化总降解率。
实施例1
①配制TiCl4水溶液和硅酸溶液：
以相对密度(水＝1)为1.73的TiCl4作钛源，将200g冰块放入大烧杯中，将100ml TiCl4缓慢的滴加到冰块上，一边滴加一边搅拌，直到将100ml TiCl4全部加入烧杯中，持续搅拌1h，将得到的TiCl4水溶液抽滤除杂后，得到浓度为3mol/L的TiCl4水溶液；
取10ml工业水玻璃(模数＝3.38，mSiO2％＝26％，ρ＝1.37g/ml)与40ml去离子水混合，搅拌均匀后通过强酸性苯乙烯阳离子交换树脂进行离子交换，得到pH＝2～3的硅酸。
②制备TiO2-SiO2复合溶胶：
取11.7ml的硅酸，再将18.3ml的TiCl4水溶液在磁力搅拌下缓慢滴加到硅酸中，即可得到Ti/Si(摩尔比)＝4∶1的TiO2-SiO2复合溶胶。
③制备预改性的TiO2-SiO2复合溶胶：
a在磁力搅拌条件下，将30ml的TiO2-SiO2复合溶胶倒入圆柱形盒内，加入缓冲剂十甲基四硅氧烷3ml，持续搅拌1min；
b加入预改性剂三甲基氯硅烷1.5ml，继续搅拌1min；
c加入正己烷30ml。
④20℃下陈化24h，形成复合凝胶。
⑤对复合凝胶进行表面改性及溶剂替换处理：
改性液由正己烷和三甲基氯硅烷组成，正己烷用量保证胶块不裸露在空气中即可，三甲基氯硅烷与凝胶体积比为1∶10，改性处理复合凝胶48h，每隔12h更换一次改性液；正己烷清洗改性后的湿凝胶，正己烷用量保证胶块不裸露在空气中即可。
⑥将上述处理后的凝胶放入恒温干燥箱内，在60℃、75℃、120℃、150℃下分别保温干燥2h，制得TiO2-SiO2复合气凝胶。
经测定，该TiO2-SiO2复合气凝胶的比表面积474.00m2/g，BJH脱附累积总孔容积1.93cm3/g，BJH脱附平均孔直径9.60nm，BJH脱附最可几孔直径11.58nm。
实施例2
①配制TiCl4水溶液和硅酸溶液：
以相对密度(水＝1)为1.73的TiCl4作钛源，将200g冰块放入大烧杯中，将100ml TiCl4缓慢的滴加到冰块上，一边滴加一边搅拌，直到将100ml TiCl4全部加入烧杯中，持续搅拌1h，将得到的TiCl4水溶液抽滤除杂后，得到浓度为3mol/L的TiCl4水溶液；
取10ml工业水玻璃(模数＝3.38，mSiO2％＝26％，ρ＝1.37g/ml)与40ml去离子水混合，搅拌均匀后通过强酸性苯乙烯阳离子交换树脂进行离子交换，得到pH＝2～3的硅酸。
②制备TiO2-SiO2复合溶胶：
取11.7ml的硅酸，再将18.3ml的TiCl4水溶液在磁力搅拌下缓慢滴加到硅酸中，即可得到Ti/Si(摩尔比)＝4∶1的TiO2-SiO2复合溶胶。
③制备预改性的TiO2-SiO2复合溶胶：
a在磁力搅拌条件下，将30ml的TiO2-SiO2复合溶胶倒入圆柱形盒内，加入缓冲剂十甲基四硅氧烷3ml，持续搅拌1min；
b加入预改性剂三甲基氯硅烷3ml，继续搅拌1min；
c加入正己烷30ml。
④20℃下陈化24h，形成复合凝胶。
⑤对复合凝胶进行表面改性及溶剂替换处理：
改性液由正己烷和三甲基氯硅烷组成，正己烷用量保证胶块不裸露在空气中即可，三甲基氯硅烷与凝胶体积比为1∶10，改性处理复合凝胶36h，每隔12h更换一次改性液；正己烷清洗改性后的湿凝胶，正己烷用量保证胶块不裸露在空气中即可。
⑥将上述处理后的凝胶放入恒温干燥箱内，在60℃、75℃、120℃、150℃下分别保温干燥2h，制得TiO2-SiO2复合气凝胶。
经测定，该TiO2-SiO2复合气凝胶的比表面积579.71m2/g，BJH脱附累积总孔容积1.80cm3/g，BJH脱附平均孔直径7.92nm，BJH脱附最可几孔直径8.48nm。
实施例3
同实施例2的制备方法，但将步骤③中的预改性剂三甲基氯硅烷的加入量改为6ml；步骤⑤中改性处理复合凝胶时间改为22h，每隔6～12h更换一次改性液。
经测定，该TiO2-SiO2复合气凝胶的比表面积476.60m2/g，BJH脱附累积总孔容积1.02cm3/g，BJH脱附平均孔直径5.44nm，BJH脱附最可几孔直径3.54nm。
实施例4
同实施例2的制备方法，但将步骤③中的缓冲剂十甲基四硅氧烷的加入量改为6ml，预改性剂三甲基氯硅烷的加入量改为1.5ml；步骤⑤中改性处理复合凝胶时间改为24h，每隔6～12h更换一次改性液。
经测定，该TiO2-SiO2复合气凝胶的比表面积298.80m2/g，BJH脱附累积总孔容积0.95cm3/g，BJH脱附平均孔直径7.50nm，BJH脱附最可几孔直径9.36nm。
实施例5
同实施例2的制备方法，但将步骤③中的缓冲剂十甲基四硅氧烷的加入量改为6ml。
经测定，该TiO2-SiO2复合气凝胶的比表面积327.53m2/g，BJH脱附累积总孔容积0.96cm3/g，BJH脱附平均孔直径7.34nm，BJH脱附最可几孔直径5.70nm。
实施例6
同实施例2的制备方法，但将步骤③中的缓冲剂十甲基四硅氧烷的加入量改为6ml，预改性剂三甲基氯硅烷的加入量改为6ml。
经测定，该TiO2-SiO2复合气凝胶的比表面积299.77m2/g，BJH脱附累积总孔容积0.75cm3/g，BJH脱附平均孔直径5.94nm，BJH脱附最可几孔直径4.42nm。
实施例7
①配制TiCl4水溶液和硅酸溶液：
以相对密度(水＝1)为1.73的TiCl4作钛源，将200g冰块放入大烧杯中，将100ml TiCl4缓慢的滴加到冰块上，一边滴加一边搅拌，直到将100ml TiCl4全部加入烧杯中，持续搅拌1h，将得到的TiCl4水溶液抽滤除杂后，得到浓度为3mol/L的TiCl4水溶液；
取10ml工业水玻璃(模数＝3.38，mSiO2％＝26％，ρ＝1.37g/ml)与40ml去离子水混合，搅拌均匀后通过强酸性苯乙烯阳离子交换树脂进行离子交换，得到pH＝2～3的硅酸。
②制备TiO2-SiO2复合溶胶：
取11.7ml的硅酸，再将18.3ml的TiCl4水溶液在磁力搅拌下缓慢滴加到硅酸中，即可得到Ti/Si(摩尔比)＝4∶1的TiO2-SiO2复合溶胶。
③制备预改性的TiO2-SiO2复合溶胶：
a在磁力搅拌条件下，将30ml的TiO2-SiO2复合溶胶倒入圆柱形盒内，加入缓冲剂六甲基二硅氧烷1.5ml，持续搅拌1min；
b加入预改性剂三甲基氯硅烷1ml，继续搅拌1min；
c加入正己烷30ml。
④80℃水浴陈化6h后，在50℃水浴陈化18h，形成复合凝胶。
⑤对复合凝胶进行表面改性及溶剂替换处理：
改性液由正己烷和三甲基氯硅烷组成，正己烷用量保证胶块不裸露在空气中即可，三甲基氯硅烷与凝胶体积比为1∶10，改性处理复合凝胶36h，每隔12h更换一次改性液；正己烷清洗改性后的湿凝胶，正己烷用量保证胶块不裸露在空气中即可。
⑥将上述处理后的凝胶放入恒温干燥箱内，在60℃、75℃、120℃、150℃下分别保温干燥2h，制得TiO2-SiO2复合气凝胶。
经测定，该TiO2-SiO2复合气凝胶的比表面积543.95m2/g，BJH脱附累积总孔容积2.10cm3/g，BJH脱附平均孔直径10.42nm，BJH脱附最可几孔直径14.74nm。550℃热处理后复合气凝胶的比表面积为798.87m2/g，BJH脱附累积总孔容积4.06cc/g，BJH脱附平均孔直径18.82nm，BJH脱附最可几孔直径29.42nm。
在254nm波长紫外灯的暗箱中进行吸附/光催化降解实验，吸附/光催化降解浓度为5.47×10-6mol/L的罗丹明B水溶液实验结果：不开灯，吸附3h后浓度降低到0.62×10-6mol/L，吸附率达到88.67％；随后打开紫外灯，7h后浓度降低到9.88×10-8mol/L，吸附/光催化率达到98.19％；
吸附/光催化降解浓度为9.73×10-6mol/L的罗丹明B水溶液实验结果：吸附3h，浓度降低到0.82×10-6mol/L，吸附率达到91.57％；随后打开紫外灯，7h后浓度降低到0.31×10-6mol/L，吸附/光催化率达到96.81％。
实施例8
①配制TiCl4水溶液和硅酸溶液：
以相对密度(水＝1)为1.73的TiCl4作钛源，将200g冰块放入大烧杯中，将100ml TiCl4缓慢的滴加到冰块上，一边滴加一边搅拌，直到将100ml TiCl4全部加入烧杯中，持续搅拌1h，将得到的TiCl4水溶液抽滤除杂后，得到浓度为3mol/L的TiCl4水溶液；
取10ml工业水玻璃(模数＝3.38，mSiO2％＝26％，ρ＝1.37g/ml)与40ml去离子水混合，搅拌均匀后通过强酸性苯乙烯阳离子交换树脂进行离子交换，得到pH＝2～3的硅酸。
②制备TiO2-SiO2复合溶胶：
取11.7ml的硅酸，再将18.3ml的TiCl4水溶液在磁力搅拌下缓慢滴加到硅酸中，即可得到Ti/Si(摩尔比)＝4∶1的TiO2-SiO2复合溶胶。
③制备预改性的TiO2-SiO2复合溶胶：
a在磁力搅拌条件下，将30ml的TiO2-SiO2复合溶胶倒入圆柱形盒内，加入缓冲剂六甲基二硅氧烷1.5ml，持续搅拌1min；
b加入预改性剂三甲基氯硅烷1.5ml，继续搅拌1min；
c加入正己烷30ml。
④80℃水浴陈化6h后，在50℃水浴陈化18h，形成复合凝胶。
⑤对复合凝胶进行表面改性及溶剂替换处理：
改性液由正己烷和三甲基氯硅烷组成，正己烷用量保证胶块不裸露在空气中即可，三甲基氯硅烷与凝胶体积比为1∶10，改性处理复合凝胶24h，每隔6～12h更换一次改性液；正己烷清洗改性后的湿凝胶，正己烷用量保证胶块不裸露在空气中即可。
⑥将上述处理后的凝胶放入恒温干燥箱内，在60℃、75℃、120℃、150℃下分别保温干燥2h，制得TiO2-SiO2复合气凝胶。
经测定，该TiO2-SiO2复合气凝胶的比表面积425.19m2/g，BJH脱附累积总孔容积1.53cm3/g，BJH脱附平均孔直径8.74nm，BJH脱附最可几孔直径11.16nm。550℃热处理后复合气凝胶的比表面积为745.07m2/g，BJH脱附累积总孔容积1.79cc/g，BJH脱附平均孔直径9.72nm，BJH脱附最可几孔直径15.38nm。
在254nm波长紫外灯的暗箱中进行吸附/光催化降解实验，吸附/光催化降解浓度为5.47×10-6mol/L的罗丹明B水溶液实验结果：吸附3h后浓度降低到0.49×10-6mol/L，吸附率达到91.04％；随后打开紫外灯，7h后浓度降低到5.65×10-8mol/L，吸附/光催化率达到98.97％；
吸附/光催化降解浓度为9.73×10-6mol/L的罗丹明B水溶液实验结果：吸附3h，浓度降低到1.39×10-6mol/L，吸附率达到85.71％；随后打开紫外灯，7h后浓度降低到0.82×10-6mol/L，吸附/光催化率达到91.57％。
实施例9
同实施例8的制备方法，但将步骤③中的预改性剂三甲基氯硅烷的加入量改为3ml；步骤⑤中改性处理复合凝胶时间改为18h，每隔6～12h更换一次改性液。
经测定，该TiO2-SiO2复合气凝胶的比表面积223.08m2/g，BJH脱附累积总孔容积0.80cm3/g，BJH脱附平均孔直径8.26nm，BJH脱附最可几孔直径7.52nm。
在254nm波长紫外灯的暗箱中进行吸附/光催化降解实验，吸附/光催化降解浓度为5.47×10-6mol/L的罗丹明B水溶液实验结果：吸附3h后，浓度降低到0.95×10-6mol/L，吸附率达到82.63％；随后打开紫外灯，7h后浓度降低到2.18×10-7mol/L，吸附/光催化率达到96.01％；
吸附/光催化降解浓度为9.73×10-6mol/L的罗丹明B水溶液实验结果：吸附3h，浓度降低到0.82×10-6mol/L，吸附率达到91.57％；随后打开紫外灯，7h后浓度降低到0.71×10-6mol/L，吸附/光催化率达到92.70％。
实施例10
同实施例8的制备方法，但将步骤③中的缓冲剂六甲基二硅氧烷的加入量改为3ml，预改性剂三甲基氯硅烷的加入量改为1ml；步骤⑤中改性处理复合凝胶时间改为20h，每隔6～12h更换一次改性液。
经测定，该TiO2-SiO2复合气凝胶的比表面积645.38m2/g，BJH脱附累积总孔容积2.63cm3/g，BJH脱附平均孔直径11.38nm，BJH脱附最可几孔直径13.06nm。
在254nm波长紫外灯的暗箱中进行吸附/光催化降解实验，吸附/光催化降解浓度为5.47×10-6mol/L的罗丹明B水溶液实验结果：吸附3h后，浓度降低到0.26×10-6mol/L，吸附率达到95.25％；随后打开紫外灯，7h后浓度降低到0.04×10-6mol/L，吸附/光催化率达到99.27％；
吸附/光催化降解浓度为9.73×10-6mol/L的罗丹明B水溶液实验结果：吸附3h，浓度降低到1.10×10-6mol/L，吸附率达到88.69％；随后打开紫外灯，7h后浓度降低到0.31×10-6mol/L，吸附/光催化率达到96.81％。
实施例11
同实施例8的制备方法，但将步骤③中的缓冲剂六甲基二硅氧烷的加入量改为3ml；步骤⑤中改性处理复合凝胶时间改为22h，每隔6～12h更换一次改性液。
经测定，该TiO2-SiO2复合气凝胶的比表面积492.12m2/g，BJH脱附累积总孔容积2.79cm3/g，BJH脱附平均孔直径13.38nm，BJH脱附最可几孔直径14.34nm。
在254nm波长紫外灯的暗箱中进行吸附/光催化降解实验，吸附/光催化降解浓度为5.47×10-6mol/L的罗丹明B水溶液实验结果：吸附3h后浓度降低到0.34×10-6mol/L，吸附率达到93.78％；随后打开紫外灯，7h后浓度降低到0.05×10-6mol/L，吸附/光催化率达到99.09％；
吸附/光催化降解浓度为9.73×10-6mol/L的罗丹明B水溶液实验结果：吸附3h，浓度降低到1.53×10-6mol/L，吸附率达到84.28％；随后打开紫外灯，7h后浓度降低到0.38×10-6mol/L，吸附/光催化率达到96.09％。
实施例12
同实施例8的制备方法，但将步骤③中的缓冲剂六甲基二硅氧烷的加入量改为3ml，改性剂三甲基氯硅烷的加入量改为3ml；步骤⑤中改性处理复合凝胶时间改为16h，每隔6h更换一次改性液。
经测定，该TiO2-SiO2复合气凝胶的比表面积553.38m2/g，BJH脱附累积总孔容积2.85cm3/g，BJH脱附平均孔直径12.58nm，BJH脱附最可几孔直径14.50nm。
在254nm波长紫外灯的暗箱中进行吸附/光催化降解实验，吸附/光催化降解浓度为5.47×10-6mol/L的罗丹明B水溶液实验结果：吸附3h后，浓度降低到0.24×10-6mol/L，吸附率达到95.61％；随后打开紫外灯，7h后浓度降低到0.02×10-6mol/L，吸附/光催化率达到99.63％；
吸附/光催化降解浓度为9.73×10-6mol/L的罗丹明B水溶液实验结果：吸附3h，浓度降低到1.33×10-6mol/L，吸附率达到86.33％；随后打开紫外灯，7h后浓度降低到0.32×10-6mol/L，吸附/光催化率达到96.71％。
实施例13
将实施例12得到的TiO2-SiO2复合气凝胶负载TiO2，具体步骤如下：
①配制浓度为0.23mol/L的氧化钛溶胶：
将2.5ml钛酸丁酯、2ml乙酰丙酮、2ml去离子水先后滴加到装有25ml乙醇的烧杯中，然后搅拌60min，制得浓度为0.23mol/L的TiO2溶胶。
②吸附氧化钛溶胶：
取实施例12制得的复合气凝胶0.4g浸入50ml步骤①得到的氧化钛溶胶内，超声振荡20min；
③干燥复合气凝胶：
将吸附后的复合气凝胶放入烘箱中80℃烘干6h，即可获得进一步吸附负载TiO2后的TiO2-SiO2复合气凝胶。
经测定，该TiO2-SiO2复合气凝胶的吸附钛溶胶后比表面积50.36m2/g，BJH脱附累积总孔容积0.16cm3/g，BJH脱附平均孔直径8.48nm，BJH脱附最可几孔直径7.32nm。550℃热处理后复合气凝胶的比表面积为405.05m2/g，BJH脱附累积总孔容积0.37cm3/g，BJH脱附平均孔径5.34nm，BJH脱附最可几孔径2.22nm。
在254nm波长紫外灯的暗箱中进行吸附/光催化降解实验，吸附/光催化降解浓度为7.17×10-6mol/L的罗丹明B水溶液实验结果：吸附3h后浓度降低到5.51×10-6mol/L，吸附率达到23.15％；随后打开紫外灯，7h后浓度降低到1.75×10-6mol/L，吸附/光催化率达到75.59％。
实施例14
同实施例13的操作步骤，但TiO2的浓度改为0.43mol/L。
经测定，该TiO2-SiO2复合气凝胶的吸附钛溶胶后比表面积52.77m2/g，BJH脱附累积总孔容积0.08cm3/g，BJH脱附平均孔径5.40nm，BJH脱附最可几孔直径3.58nm。550℃热处理后复合气凝胶的比表面积为312.37m2/g，BJH脱附累积总孔容积0.22cm3/g，BJH脱附平均孔直径4.06nm，BJH脱附最可几孔直径3.52nm。
在254nm波长紫外灯的暗箱中进行吸附/光催化降解实验，吸附/光催化降解浓度为7.17×10-6mol/L的罗丹明B水溶液实验结果：吸附3h后，浓度降低到4.12×10-6mol/L，吸附率达到42.54％；随后打开紫外灯，7h后浓度降低到0.39×10-6mol/L，吸附/光催化率达到94.56％。
实施例15
同实施例13的操作步骤，但TiO2的浓度改为0.75mol/L。
经测定，该TiO2-SiO2复合气凝胶的吸附钛溶胶后比表面积34.58m2/g，BJH脱附累积总孔容积0.07cm3/g，BJH脱附平均孔直径5.74nm，BJH脱附最可几孔直径2.90nm。550℃热处理后复合气凝胶的比表面积为185.80m2/g，BJH脱附累积总孔容积0.12cm3/g，BJH脱附平均孔直径3.90nm，BJH脱附最可几孔直径3.48nm。
在254nm波长紫外灯的暗箱中进行吸附/光催化降解实验，吸附/光催化降解浓度为7.17×10-6mol/L的罗丹明B水溶液实验结果：吸附3h后浓度降低到4.45×10-6mol/L，吸附率达到37.94％；随后打开紫外灯，7h后浓度降低到0.71×10-6mol/L，吸附/光催化率达到90.10％。
实施例16
①配制TiCl4水溶液和硅酸溶液：
以相对密度(水＝1)为1.73的TiCl4作钛源，将200g冰块放入大烧杯中，将100ml TiCl4缓慢的滴加到冰块上，一边滴加一边搅拌，直到将100ml TiCl4全部加入烧杯中，持续搅拌1h，将得到的TiCl4水溶液抽滤除杂后，得到浓度为3mol/L的TiCl4水溶液；
取10ml工业水玻璃(模数＝3.38，mSiO2％＝26％，ρ＝1.37g/ml)与40ml去离子水混合，搅拌均匀后通过强酸性苯乙烯阳离子交换树脂进行离子交换，得到pH＝2～3的硅酸。
②制备TiO2-SiO2复合溶胶：
用1.0mol/L的NaOH水溶液调节所得硅酸的pH＝6，磁力搅拌下将16mlTiCl4水溶液缓慢滴加到10ml硅酸中，搅拌1h，即可得到Ti/Si(摩尔比)＝4∶1的TiO2-SiO2复合溶胶；
③制备预改性的TiO2-SiO2复合溶胶：
a在磁力搅拌条件下，将26ml的TiO2-SiO2复合溶胶倒入圆柱形盒内，加入缓冲剂六甲基二硅氧烷2ml，持续搅拌1min；
b加入预改性剂三甲基氯硅烷1ml，继续搅拌1min；
c加入正己烷26ml。
④80℃水浴陈化6h后，在60℃水浴陈化，胶凝后形成块状复合凝胶。
⑤对复合凝胶进行表面改性及溶剂替换处理：
a复合凝胶静置陈化24h；
b改性液处理复合凝胶36h，每隔12h更换一次改性液，改性液由无水乙醇、正己烷和三甲基氯硅烷组成，正己烷用量保证胶块不裸露在空气中即可，无水乙醇和三甲基氯硅烷体积比为1∶1.5；
c正己烷清洗改性后的湿凝胶，正己烷用量没过凝胶即可；
⑥将上述处理后的凝胶放入恒温干燥箱内，在60℃、80℃、120℃、150℃下分别保温干燥2h，制得TiO2-SiO2复合气凝胶。
经测定，该TiO2-SiO2复合气凝胶的比表面积510.28m2/g，BJH脱附累积总孔容积2.56cm3/g，BJH脱附平均孔直径11.12nm，BJH脱附最可几孔直径13.04nm。
在254nm波长紫外灯的暗箱中进行吸附/光催化降解实验，吸附/光催化降解浓度为5.47×10-6mol/L的罗丹明B水溶液实验结果：不开灯，吸附3h后浓度降低到0.56×10-6mol/L，吸附率达到89.76％；随后打开紫外灯，7h后浓度降低到0.13×10-6mol/L，吸附/光催化率达到97.62％；
吸附/光催化降解浓度为9.73×10-6mol/L的罗丹明B水溶液实验结果：吸附3h，浓度降低到0.91×10-6mol/L，吸附率达到90.65％；随后打开紫外灯，7h后浓度降低到0.47×10-6mol/L，吸附/光催化率达到95.17％。
实施例17
①配制TiCl4水溶液和硅酸溶液：同实施例16步骤①；
②制备TiO2-SiO2复合溶胶：
用1.0mol/L的NaOH水溶液调节所得硅酸的pH＝6，磁力搅拌下将12mlTiCl4水溶液缓慢滴加到10ml硅酸中，搅拌1h，即可得到Ti/Si(摩尔比)＝3∶1的TiO2-SiO2复合溶胶；
③制备预改性的TiO2-SiO2复合溶胶：
a在磁力搅拌条件下，将26ml的TiO2-SiO2复合溶胶倒入圆柱形盒内，加入缓冲剂六甲基二硅氧烷2ml，持续搅拌1min；
b加入预改性剂三甲基氯硅烷2ml，继续搅拌1min；
c加入正己烷26ml。
④80℃水浴陈化6h后，在60℃水浴陈化，胶凝后形成块状复合凝胶。
⑤对复合凝胶进行表面改性及溶剂替换处理：同实施例16步骤⑤；
⑥将上述处理后的凝胶放入恒温干燥箱内，在60℃、80℃、120℃、150℃下分别保温干燥2h，制得TiO2-SiO2复合气凝胶。
经测定，该TiO2-SiO2复合气凝胶的比表面积586.73m2/g，BJH脱附累积总孔容积2.69cm3/g，BJH脱附平均孔直径11.75nm，BJH脱附最可几孔直径13.52nm。
在254nm波长紫外灯的暗箱中进行吸附/光催化降解实验，吸附/光催化降解浓度为5.47×10-6mol/L的罗丹明B水溶液实验结果：不开灯，吸附3h后浓度降低到0.53×10-6mol/L，吸附率达到90.31％；随后打开紫外灯，7h后浓度降低到0.18×10-6mol/L，吸附/光催化率达到96.71％；
吸附/光催化降解浓度为9.73×10-6mol/L的罗丹明B水溶液实验结果：吸附3h，浓度降低到1.43×10-6mol/L，吸附率达到85.30％；随后打开紫外灯，7h后浓度降低到0.32×10-6mol/L，吸附/光催化率达到96.71％。
Claims (10)
1.一种TiO2-SiO2复合气凝胶的制备方法，包括将预改性的TiO2-SiO2复合溶胶进行陈化的步骤，其特征在于所述的预改性的TiO2-SiO2复合溶胶通过下述方法制备：
a将TiO2-SiO2复合溶胶与缓冲剂按体积比为120∶1～24混合，搅拌5～10min；其中，所述的缓冲剂选自十甲基四硅氧烷、三甲基乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷和六甲基二硅氧烷；
b加入预改性剂，搅拌0.5～1.5min；其中，所述的预改性剂与TiO2-SiO2复合溶胶的体积比为1～24∶120，所述的预改性剂选自硅烷偶联剂。
2.根据权利要求1所述的TiO2-SiO2复合气凝胶的制备方法，其特征在于所述的步骤a中的缓冲液为六甲基二硅氧烷。
3.根据权利要求1或2所述的TiO2-SiO2复合气凝胶的制备方法，其特征在于所述的步骤b中的预改性剂选自三甲基氯硅烷、甲基三乙氧基硅烷、三甲基乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷和三甲基甲氧基硅烷。
4.根据权利要求3所述的TiO2-SiO2复合气凝胶的制备方法，其特征在于还包括在步骤b后加入烷烃类溶剂；所述的烷烃类溶剂选自正己烷、环己烷和庚烷。
5.根据权利要求1或4所述的TiO2-SiO2复合气凝胶的制备方法，其特征在于所述的陈化条件为：80℃陈化0.5～8h后再于50℃水浴下陈化6～24h或20℃下陈化6～24h。
6.根据权利要求5所述的TiO2-SiO2复合气凝胶的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
①分别配制TiCl4水溶液和硅酸溶液；
②制备TiO2-SiO2复合溶胶，使Ti/Si摩尔比为1∶10～10∶1；
③制备预改性的TiO2-SiO2复合溶胶：
a将TiO2-SiO2复合溶胶与缓冲剂按体积比为120∶1～24混合，搅拌5～10min；其中，所述的缓冲剂选自十甲基四硅氧烷、三甲基乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷和六甲基二硅氧烷；
b加入预改性剂，搅拌0.5～1.5min；其中，所述的预改性剂与TiO2-SiO2复合溶胶的体积比为1～24∶120，所述的预改性剂选自硅烷偶联剂；
c加入烷烃类溶剂；所述的烷烃类溶剂选自正己烷、环己烷和庚烷；
④80℃陈化0.5～8h后再于50℃水浴下陈化6～24h或20℃下陈化6～24h，形成复合凝胶；
⑤对复合凝胶改性及溶剂替换处理，改性剂由三甲基氯硅烷和烷烃类试剂组成；完成后用烷烃类试剂清洗改性后的湿凝胶；
⑥对改性处理后的凝胶进行常压干燥处理，得到TiO2-SiO2复合气凝胶。
7.根据权利要求6所述的TiO2-SiO2复合气凝胶的制备方法，其特征在于所述的步骤⑤中的改性处理的时间为12～48h。
8.根据权利要求6或7所述的TiO2-SiO2复合气凝胶的制备方法，其特征在于还包括对步骤⑥得到的TiO2-SiO2复合气凝胶负载TiO2的步骤；其操作方法如下：
(a)配制TiO2溶胶，使TiO2溶胶的浓度为0.10～0.75mol/L；
(b)将步骤⑥得到的TiO2-SiO2复合气凝胶浸没到TiO2溶胶中，超声振荡2～20min；
(c)干燥。
9.根据权利要求8所述的TiO2-SiO2复合气凝胶的制备方法，其特征在于所述的步骤(a)的具体操作方法为：将钛酸丁酯，乙酰丙酮，去离子水和无水乙醇按体积比为1～10∶2∶2∶25混合后，搅拌1～2h。
10.根据权利要求1、6或9所述的TiO2-SiO2复合气凝胶的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
①分别配制TiCl4水溶液和硅酸溶液；
②制备TiO2-SiO2复合溶胶，使Ti/Si摩尔比为1∶10～10∶1；
③制备预改性的TiO2-SiO2复合溶胶：
a将TiO2-SiO2复合溶胶与缓冲剂按体积比为120∶1～24混合，搅拌5～10min；其中，所述的缓冲剂选自十甲基四硅氧烷、三甲基乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷和六甲基二硅氧烷；
b加入预改性剂，搅拌0.5～1.5min；其中，所述的预改性剂与TiO2-SiO2复合溶胶的体积比为1～24∶120，所述的预改性剂选自硅烷偶联剂；
c加入烷烃类溶剂；所述的烷烃类溶剂选自正己烷、环己烷和庚烷；
④80℃陈化0.5～8h后再于50℃水浴下陈化6～24h或20℃下陈化6～24h，形成复合凝胶；
⑤对复合凝胶进行溶剂替换/改性处理12～48h；改性剂由醇类和烷烃类试剂组成；完成后用烷烃类试剂清洗改性后的湿凝胶；
⑥对改性处理后的凝胶进行常压干燥处理，得到TiO2-SiO2复合气凝胶；
⑦TiO2-SiO2复合气凝胶负载TiO2；
(a)配制TiO2溶胶，将钛酸丁酯，乙酰丙酮，去离子水和无水乙醇按体积比为1～10∶2∶2∶25混合后，搅拌1～2h，使TiO2溶胶的浓度为0.10～0.75mol/L；
(b)将步骤⑥得到的TiO2-SiO2复合气凝胶浸没到TiO2溶胶中，超声振荡2～20min；
(c)在80～150℃下干燥6～24h。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210118102.4A CN102671586B (zh) | 2012-04-20 | 2012-04-20 | 一种TiO2-SiO2复合气凝胶的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210118102.4A CN102671586B (zh) | 2012-04-20 | 2012-04-20 | 一种TiO2-SiO2复合气凝胶的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102671586A true CN102671586A (zh) | 2012-09-19 |
| CN102671586B CN102671586B (zh) | 2014-04-30 |
Family
ID=46804527
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210118102.4A Active CN102671586B (zh) | 2012-04-20 | 2012-04-20 | 一种TiO2-SiO2复合气凝胶的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102671586B (zh) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103191708A (zh) * | 2013-04-15 | 2013-07-10 | 上海师范大学 | 一种量子点TiO2负载SiO2光催化剂及其制备方法 |
| CN103769016A (zh) * | 2013-12-31 | 2014-05-07 | 浙江工业大学 | 一种疏水性SiO2-TiO2复合气凝胶的常压制备方法 |
| CN103785369A (zh) * | 2014-01-21 | 2014-05-14 | 江苏大学 | 一种钛掺杂硅基复合气凝胶的制备方法 |
| CN104072188A (zh) * | 2014-07-04 | 2014-10-01 | 中节能六合天融环保科技有限公司 | 一种TiO2/SiO2复合气凝胶材料的制备方法 |
| CN104549194A (zh) * | 2015-02-03 | 2015-04-29 | 泉州三欣新材料科技有限公司 | 一种TiO2-SiO2复合纳米多孔微球的制备方法 |
| CN104874385A (zh) * | 2015-05-28 | 2015-09-02 | 长安大学 | 一种TiO2纳米管/SiO2气凝胶复合的光催化材料及其制备方法 |
| CN112876093A (zh) * | 2021-03-03 | 2021-06-01 | 华豹（天津）新材料科技发展股份有限公司 | 利用磁控溅射法制备二氧化硅-二氧化钛复合气凝胶靶材及刚性膜制备方法 |
| CN114261986A (zh) * | 2022-01-18 | 2022-04-01 | 中国科学技术大学先进技术研究院 | 气凝胶材料的制备方法及气凝胶材料的应用 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101088606A (zh) * | 2006-06-12 | 2007-12-19 | 中国科学院理化技术研究所 | 纳米二氧化钛/二氧化硅复合光催化溶胶的制备方法及透明光催化膜 |
| CN101288835A (zh) * | 2008-06-02 | 2008-10-22 | 大连工业大学 | TiO2－SiO2复合气凝胶及其制备方法 |
| US20100148135A1 (en) * | 2007-04-17 | 2010-06-17 | Tayca Corporation | Surface-Coated Titanium Dioxide Sol, Process for Producing the Same and Coating Compositions Containing the Same |
-
2012
- 2012-04-20 CN CN201210118102.4A patent/CN102671586B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101088606A (zh) * | 2006-06-12 | 2007-12-19 | 中国科学院理化技术研究所 | 纳米二氧化钛/二氧化硅复合光催化溶胶的制备方法及透明光催化膜 |
| US20100148135A1 (en) * | 2007-04-17 | 2010-06-17 | Tayca Corporation | Surface-Coated Titanium Dioxide Sol, Process for Producing the Same and Coating Compositions Containing the Same |
| CN101288835A (zh) * | 2008-06-02 | 2008-10-22 | 大连工业大学 | TiO2－SiO2复合气凝胶及其制备方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 冷小威等: "TiO_2-SiO_2复合气凝胶:常压干燥制备及性能表征", 《无机化学学报》 * |
| 刘敬肖等: "TiO2与TiO2-SiO2薄膜的表面性质及生物活性研究", 《硅酸盐学报》 * |
| 陈晨等: "IiO2－SiO2复合气凝胶涂层的制备和光催化性能", 《大连工业大学学报》 * |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103191708A (zh) * | 2013-04-15 | 2013-07-10 | 上海师范大学 | 一种量子点TiO2负载SiO2光催化剂及其制备方法 |
| CN103191708B (zh) * | 2013-04-15 | 2015-04-29 | 上海师范大学 | 一种量子点TiO2负载SiO2光催化剂及其制备方法 |
| CN103769016A (zh) * | 2013-12-31 | 2014-05-07 | 浙江工业大学 | 一种疏水性SiO2-TiO2复合气凝胶的常压制备方法 |
| CN103785369A (zh) * | 2014-01-21 | 2014-05-14 | 江苏大学 | 一种钛掺杂硅基复合气凝胶的制备方法 |
| CN103785369B (zh) * | 2014-01-21 | 2016-04-06 | 江苏大学 | 一种钛掺杂硅基复合气凝胶的制备方法 |
| CN104072188A (zh) * | 2014-07-04 | 2014-10-01 | 中节能六合天融环保科技有限公司 | 一种TiO2/SiO2复合气凝胶材料的制备方法 |
| CN104549194A (zh) * | 2015-02-03 | 2015-04-29 | 泉州三欣新材料科技有限公司 | 一种TiO2-SiO2复合纳米多孔微球的制备方法 |
| CN104874385A (zh) * | 2015-05-28 | 2015-09-02 | 长安大学 | 一种TiO2纳米管/SiO2气凝胶复合的光催化材料及其制备方法 |
| CN104874385B (zh) * | 2015-05-28 | 2017-05-31 | 长安大学 | 一种TiO2纳米管/SiO2气凝胶复合的光催化材料及其制备方法 |
| CN112876093A (zh) * | 2021-03-03 | 2021-06-01 | 华豹（天津）新材料科技发展股份有限公司 | 利用磁控溅射法制备二氧化硅-二氧化钛复合气凝胶靶材及刚性膜制备方法 |
| CN114261986A (zh) * | 2022-01-18 | 2022-04-01 | 中国科学技术大学先进技术研究院 | 气凝胶材料的制备方法及气凝胶材料的应用 |
| CN114261986B (zh) * | 2022-01-18 | 2023-10-13 | 中国科学技术大学先进技术研究院 | 气凝胶材料的制备方法及气凝胶材料的应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102671586B (zh) | 2014-04-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102671586B (zh) | 一种TiO2-SiO2复合气凝胶的制备方法 | |
| CN100574863C (zh) | TiO2-SiO2复合气凝胶及其制备方法 | |
| CN103011189B (zh) | 一种含贵金属的微孔-介孔分子筛、制备方法及用于对硝基苯酚的催化还原 | |
| CN103331142A (zh) | 一种磁性吸附剂、制备方法及其在燃料油脱硫中的应用 | |
| EP3386919B1 (en) | A tin-containing zeolitic material having a bea framework structure | |
| CN102698812B (zh) | 一种固体超强酸-离子液体复合固载催化剂及其制备方法 | |
| JP6267211B2 (ja) | 脱ホウ素化ｍｗｗゼオライトの後処理 | |
| RU2636724C2 (ru) | Последующая обработка деборированного цеолита бета | |
| CN103990474A (zh) | 3d形貌银/溴化银/二氧化钛催化剂的制备方法 | |
| CN104689784A (zh) | 一种负载光催化剂的SiO2复合气凝胶材料及其制备方法 | |
| CN102091589B (zh) | SiO2-WO3复合气凝胶及其制备方法 | |
| Pérez et al. | Green and facile sol–gel synthesis of the mesoporous SiO 2–TiO 2 catalyst by four different activation modes | |
| Wang et al. | Influences of heat-treatment on the microstructure and properties of silica–titania composite aerogels | |
| CN102794193B (zh) | 一种微孔分子筛外表面修饰的方法 | |
| CN1278933C (zh) | 以稻壳灰为原料常压干燥制备二氧化硅气凝胶的方法 | |
| Bi et al. | Titanium dioxide-modified nanosized TS-1 zeolite-supported phosphotungstic acid as a catalyst for deep catalytic oxidative desulfurization of fuel oil | |
| CN103848436A (zh) | 一种无模板剂两步法水热合成超微a型沸石的方法 | |
| CN102872898B (zh) | 具有高催化活性含铁介孔丝光沸石的制备方法 | |
| CN103785350B (zh) | 一种二氧化硅阳离子吸附剂的制备方法 | |
| CN100512960C (zh) | 一种改性mcm-41/氧化铝复合载体材料的制备方法 | |
| CN107758685A (zh) | 纳米聚集片形丝光沸石 | |
| CN106927477B (zh) | 一种介孔y型分子筛的制备方法 | |
| EP3554694B1 (en) | A process for the preparation of a titanium-containing zeolite | |
| CN106824296A (zh) | 一种多孔石墨烯‑沸石分子筛催化剂载体及其制备方法 | |
| Liu et al. | Synthesis and characterization of BiOI/montmorillonite composites with high visible light photocatalytic activity |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240821 Address after: No. 1106-1, 11th Floor, Block A, No. 32, Torch Road, High-tech Industrial Park, Dalian City, Liaoning Province, 116023 Patentee after: DALIAN YATAI SCIENCE & TECHNOLOGY NEW MATERIAL CO.,LTD. Country or region after: China Address before: 116034 No. 1 light industry garden, Ganjingzi District, Liaoning, Dalian Patentee before: DALIAN POLYTECHNIC University Country or region before: China |
|
| TR01 | Transfer of patent right |