CN103127934B - 一种金属网固载二氧化钛光催化剂及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种金属网固载二氧化钛光催化剂，其特征在于，所述金属网固载二氧化钛光催化剂中氧化铝固载量为38～55%，二氧化钛固载量为11～18%，余量为金属网。本发明提供该催化剂的制备方法包括以下步骤：以金属网为骨架，在稀硝酸中浸泡，干燥；将拟薄水铝石溶于去离子水中，搅拌，制成浆料；将烘干的金属网在浆料中提拉涂覆，干燥，焙烧；将焙烧后的金属网在二氧化钛溶胶沿同一方向提拉涂覆，经干燥后，在空气气氛下450℃焙烧3小时，即得到一种金属网固载二氧化钛光催化剂。本方法具有制备工艺简单、光催化剂固载量大且均匀等特点。

Description

一种金属网固载二氧化钛光催化剂及制备方法
技术领域
本发明涉及一种金属网固载二氧化钛光催化剂的制备方法，应用于气体污染物处理的环境净化领域。
背景技术
纳米二氧化钛由于催化活性高、氧化能力强、不易溶解、稳定性好以及价廉无毒等优势而被公认是最具开发前途和应用潜力的环保型光催化材料。纳米催化剂粉体无论是在溶液中还是在气相反应中都具有良好的光催化性能。但是由于粉末状的纳米颗粒细微，在水溶液中易于凝聚、不易沉降，催化剂难以回收，催化剂活性成分损失大，不利于催化剂的再生和再利用。将光催化剂固定化既可以解决催化剂分离回收难的问题，还可以克服悬浮相催化剂稳定性差和容易中毒的缺点，也是应用活性组分和载体的各种功能的组合来设计催化反应器的理想途径。
     光催化剂固定化的关键是要有适合的载体材料和相应的固载方法，以达到使载体既能与TiO2牢固结合又能保持甚至提高TiO2的光催化活性的目的。一般认为，良好的载体材料应具备以下条件：良好的透光性，在不影响TiO2光催化活性的前提下与TiO2颗粒结合牢固；比表面积大，对被降解物有较强的吸附性；易于固液分离，化学性质稳定。中国专利CN 101402043A公开了一种可见光光催化空气净化材料及空气净化方法，其首先制备氧化铜/钒酸锡纳米光催化剂粉体，再用硅或钛溶胶将催化剂粉体分散、负载于金属网、尼龙基材上，自然干燥或在常温至100℃的烘干处理，形成对甲苯、甲醛等空气污染物具有良好可见光催化活性的材料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制备工艺简单、负载均匀、光催化效率高的金属网固载二氧化钛光催化剂的制备方法。
本发明提供一种金属网固载二氧化钛光催化剂，其特征在于，所述金属网固载二氧化钛光催化剂中氧化铝固载量为38～55%，二氧化钛固载量为11～18%，余量为金属网。
本发明提供一种金属网固载二氧化钛光催化剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）以金属网为骨架，将其在稀硝酸中浸泡10分钟，然后在200℃烘箱中干燥2小时；
（2）将拟薄水铝石溶于去离子水中，搅拌1小时，制成浆料；
（3）将烘干的金属网在浆料中沿同一方向提拉涂覆，经干燥后，在空气气氛下400℃焙烧5小时；
（4）以无水乙醇：钛酸四丁酯：去离子水：冰醋酸=10：2：4：1ml的比例，制备二氧化钛溶胶；
（5）将焙烧后的金属网在二氧化钛溶胶沿同一方向提拉涂覆，经干燥后，在空气气氛下450℃焙烧3小时，即得到一种金属网固载二氧化钛光催化剂。
所述的金属网为铜网、铝网、铁网、镀锌、铁网中的一种或其组合，其规格为50～200目，经纬丝直径为0.1～1毫米。
所述稀硝酸浓度为3～8mol/l。
所述拟薄水铝石浆料的质量浓度为30～60%。
所述浆料和二氧化钛的固载方式均采用定向提拉涂覆法，提拉次数不少于5次。
与现有技术相比，本发明具有工艺简单、光催化剂固载量大且均匀等特点，其光催化效率有明显提高。
本发明以未经任何处理的金属网固载二氧化钛溶胶，再通过热处理后，得到的固载二氧化钛光催化剂的金属网为对比例，验证本发明方法的有效性。
下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和操作过程，但本发明的保护范围不限于下述具体实施方式。
具体实施方式
实施例1：
以50目、经纬丝直径在0.1mm的金属网为骨架，将其在3mol/l的稀硝酸中浸泡10min，然后在200℃烘箱中干燥2h；
以拟薄水铝石：去离子水=60:40的比例，将定量的拟薄水铝石溶于去离子水中，搅拌1h，制成浆料；
将烘干的金属网在浆料中沿同一方向提拉涂覆5次，经干燥后，在空气气氛下400℃焙烧5h；
以无水乙醇:钛酸四丁酯:去离子水:冰醋酸=10:2:4:1ml的比例，制备二氧化钛溶胶；
将焙烧后的金属网在二氧化钛溶胶沿同一方向提拉涂覆5次，经干燥后，在空气气氛下450℃焙烧3h，即得到固载二氧化钛光催化剂的金属网。
实施例2：
以200目、经纬丝直径在0.1mm的金属网为骨架，将其在3mol/l的稀硝酸中浸泡10min，然后在200℃烘箱中干燥2h；
以拟薄水铝石：去离子水=30:70的比例，将定量的拟薄水铝石溶于去离子水中，搅拌1h，制成浆料；
将烘干的金属网在浆料中沿同一方向提拉涂覆5次，经干燥后，在空气气氛下400℃焙烧5h；
以无水乙醇:钛酸四丁酯:去离子水:冰醋酸=10:2:4:1ml的比例，制备二氧化钛溶胶；
将焙烧后的金属网在二氧化钛溶胶沿同一方向提拉涂覆5次，经干燥后，在空气气氛下450℃焙烧3h，即得到固载二氧化钛光催化剂的金属网。
实施例3：
以200目、经纬丝直径在1mm的金属网为骨架，将其在8mol/l的稀硝酸中浸泡10min，然后在200℃烘箱中干燥2h；
以拟薄水铝石：去离子水=30:70的比例，将定量的拟薄水铝石溶于去离子水中，搅拌1h，制成浆料；
将烘干的金属网在浆料中沿同一方向提拉涂覆5次，经干燥后，在空气气氛下400℃焙烧5h；
以无水乙醇:钛酸四丁酯:去离子水:冰醋酸=10:2:4:1ml的比例，制备二氧化钛溶胶；
将焙烧后的金属网在二氧化钛溶胶沿同一方向提拉涂覆5次，经干燥后，在空气气氛下450℃焙烧3h，即得到固载二氧化钛光催化剂的金属网。
实施例4：
以100目、经纬丝直径在1mm的金属网为骨架，将其在8mol/l的稀硝酸中浸泡10min，然后在200℃烘箱中干燥2h；
以拟薄水铝石：去离子水=50:50的比例，将定量的拟薄水铝石溶于去离子水中，搅拌1h，制成浆料；
将烘干的金属网在浆料中沿同一方向提拉涂覆5次，经干燥后，在空气气氛下400℃焙烧5h；
以无水乙醇:钛酸四丁酯:去离子水:冰醋酸=10:2:4:1ml的比例，制备二氧化钛溶胶；
将焙烧后的金属网在二氧化钛溶胶沿同一方向提拉涂覆5次，经干燥后，在空气气氛下450℃焙烧3h，即得到固载二氧化钛光催化剂的金属网。
实施例5：
以100目、经纬丝直径在0.5mm的金属网为骨架，将其在5mol/l的稀硝酸中浸泡10min，然后在200℃烘箱中干燥2h；
以拟薄水铝石：去离子水=50:50的比例，将定量的拟薄水铝石溶于去离子水中，搅拌1h，制成浆料；
将烘干的金属网在浆料中沿同一方向提拉涂覆5次，经干燥后，在空气气氛下400℃焙烧5h；
以无水乙醇:钛酸四丁酯:去离子水:冰醋酸=10:2:4:1ml的比例，制备二氧化钛溶胶；
将焙烧后的金属网在二氧化钛溶胶沿同一方向提拉涂覆5次，经干燥后，在空气气氛下450℃焙烧3h，即得到固载二氧化钛光催化剂的金属网。
实施例6：
以100目、经纬丝直径在0.1mm的金属网为骨架，将其在3mol/l的稀硝酸中浸泡10min，然后在200℃烘箱中干燥2h；
以拟薄水铝石：去离子水=60:40的比例，将定量的拟薄水铝石溶于去离子水中，搅拌1h，制成浆料；
将烘干的金属网在浆料中沿同一方向提拉涂覆5次，经干燥后，在空气气氛下400℃焙烧5h；
以无水乙醇:钛酸四丁酯:去离子水:冰醋酸=10:2:4:1ml的比例，制备二氧化钛溶胶；
将焙烧后的金属网在二氧化钛溶胶沿同一方向提拉涂覆5次，经干燥后，在空气气氛下450℃焙烧3h，即得到固载二氧化钛光催化剂的金属网。
表 实施例与对比例固载二氧化钛量的对比（相对金属网重量）
  对比例 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6
氧化铝固载量（%） 0 38 52 45 44 40 47
二氧化钛固载量（%） 3 11 18 15 15 13 16

Claims (1)

1.根据权利要求1所述一种金属网固载二氧化钛光催化剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）以金属网为骨架，将其在稀硝酸中浸泡10分钟，然后在200℃烘箱中干燥2小时；
（2）将拟薄水铝石溶于去离子水中，搅拌1小时，制成浆料；
（3）将烘干的金属网在浆料中沿同一方向提拉涂覆，经干燥后，在空气气氛下400℃焙烧5小时；
（4）以无水乙醇：钛酸四丁酯：去离子水：冰醋酸=10：2：4：1ml的比例，制备二氧化钛溶胶；
（5）将焙烧后的金属网在二氧化钛溶胶沿同一方向提拉涂覆，经干燥后，在空气气氛下450℃焙烧3小时，即得到一种金属网固载二氧化钛光催化剂；所述金属网固载二氧化钛光催化剂中氧化铝固载量为38～55%，二氧化钛固载量为11～18%，余量为金属网；
所述的金属网为铜网、铝网、铁网、镀锌、铁网中的一种或其组合，其规格为50～200目，经纬丝直径为0.1～1毫米；
所述稀硝酸浓度为3～8mol/l；
所述拟薄水铝石浆料的质量浓度为30～60%；
所述浆料和二氧化钛的固载方式均采用定向提拉涂覆法，提拉次数不少于5次。
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