CN103861573A - 一种光触媒水溶胶的制备方法 - Google Patents

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杨文新
卢万祥
杨立新
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Abstract

本发明涉及一种光触媒水溶胶的制备方法，采用廉价钛盐为原料，通过络合-晶化“两步法”制备光触媒水溶胶。该制备工艺解决了纳米二氧化钛团聚的问题，使二氧化钛能在溶液中达到均匀分散，不引人任何助剂，使光触媒呈水溶胶，光催化效果优良。并且产品成本低廉。

Description

一种光触媒水溶胶的制备方法
技术领域
本发明属于光催化材料领域，具体涉及一种光触媒水溶胶的制备方法，特别涉及一种采用廉价的钛盐为原料，通过络合-晶化“两步法”制备工艺，制备光触媒水溶胶的方法。
背景技术
纳米光触媒是一种以纳米二氧化钛为代表的纳米级的光催化材料，在光线(紫外线)的作用下，纳米光触媒能产生强烈催化降解效果，降解空气中有毒有害气体，杀灭多种细菌，并能将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理，同时还具备除臭、抗污等功能，所以，纳米光触媒是处理室内空气污染的高效方法。
目前，制备光触媒材料的工艺是将晶化处理后的纳米TiO2粉末分散在有机介质中，施工时直接喷涂在被处理体表面，形成纳米级的光触媒薄膜，起到持久净化的作用。但是纳米粒子具有高表面能，存在易团聚的缺点，因此在使用过程中很难保持良好的均匀分散性，从而导致光触媒的光催化活性下降明显。而且，制备光触媒的原料通常选用价格昂贵的钛醇盐或TiCl4等无机盐，成本较高，制备工艺复杂，这些都限制了光触媒的广泛应用。
针对于目前液体光触媒产品存在的问题，本发明提出一种采用廉价的钛盐为基本原料，通过简单的络合-晶化“两步法”制备工艺，制备光催化活性高效的光触媒水溶胶的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光触媒水溶胶的制备方法，具体为一种采用廉价钛盐为原料，通过络合-晶化“两步法”制备光触媒水溶胶的方法。该方法工艺简单、可操作性强，制备的光触媒水溶胶为无色或浅黄色透明水溶胶，其光催化性能优良，同时具有成本低廉、储存稳定性好的优点，适合大范围推广应用。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
本发明提供的一种光触媒水溶胶的制备方法，步骤包括：
(1)将工业级钛盐溶于去离子水中，常温下操作，充分溶解后过滤去除杂质，得到钛盐水溶液；
(2)向钛盐水溶液中缓慢滴加碱液，调控pH值，形成混浊胶体状溶液，即钛的氢氧化物混浊液，然后真空抽滤，得到氢氧化钛的膏状物，用去离子水反复清洗，抽滤，最后得到纯度较高的氢氧化钛固体；
(3)将步骤(2)得到的氢氧化钛固体分散入去离子水中，采用高速搅拌装置强烈搅拌3h，边搅拌边缓慢滴加强氧化剂，得到一种黄色混浊的悬浊液；
(4)将步骤(3)得到的悬浊液转移到反应釜中进行热处理，热处理的温度控制在80～110℃，热处理的时间大约7～13h，得到光触媒水溶胶。
所述的钛盐为硫酸氧钛。
所述的碱液为氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液、氨水的一种。
所述的强氧化剂为氯酸、双氧水、硝酸、高锰酸的一种。
本发明所具有的有益效果：
本发明涉及一种光触媒水溶胶的制备方法，采用廉价钛盐为原料，通过络合-晶化“两步法”制备光触媒水溶胶。具有的有益效果：
(1)以价格低廉的工业级钛盐为主要原料，制备的光触媒产品极大的降低了成本。
(2)通过有机络合-低温晶化的简单制备工艺，制备的光触媒水溶胶解决了纳米二氧化钛团聚的问题，使二氧化钛能在溶液中达到均匀分散。
(3)制备过程中不引人任何助剂(乳化剂、成膜剂、粘合剂等)，使光触媒呈水溶胶，光催化效果优良。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不限定本发明的保护范围。
实施例1
将工业级硫酸氧钛溶于去离子水中，常温下配置1L一定浓度的钛盐水溶液，充分溶解后过滤去除杂质，得到钛盐水溶液；然后向钛盐水溶液中缓慢滴加氢氧化钠水溶液，调控pH值，形成混浊胶体状溶液，即钛的氢氧化物混浊液，然后真空抽滤，得到氢氧化钛的膏状物，用去离子水反复清洗，抽滤，最后得到纯度较高的氢氧化钛固体；将其重新分散入去离子水中，采用高速搅拌装置强烈搅拌3h，边搅拌边缓慢滴加氯酸强氧化剂，得到一种黄色混浊的悬浊液；将得到的悬浊液转移到反应釜中进行热处理，热处理的温度控制在100℃，热处理的时间大约9h，得到光触媒水溶胶。
实施例2
将工业级硫酸氧钛溶于去离子水中，常温下配置1L一定浓度的钛盐水溶液，充分溶解后过滤去除杂质，得到钛盐水溶液；然后向钛盐水溶液中缓慢滴加氨水，调控pH值，形成混浊胶体状溶液，即钛的氢氧化物混浊液，然后真空抽滤，得到氢氧化钛的膏状物，用去离子水反复清洗，抽滤，最后得到纯度较高的氢氧化钛固体；将其重新分散入去离子水中，采用高速搅拌装置强烈搅拌3h，边搅拌边缓慢滴加双氧水强氧化剂，得到一种黄色混浊的悬浊液；将得到的悬浊液转移到反应釜中进行热处理，热处理的温度控制在100℃，热处理的时间大约8h，得到光触媒水溶胶。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术方案作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种光触媒水溶胶的制备方法，其特征在于制备步骤包括：
(1)将工业级钛盐溶于去离子水中，常温下操作，充分溶解后过滤去除杂质，得到钛盐水溶液；
(2)向钛盐水溶液中缓慢滴加碱液，调控pH值，形成混浊胶体状溶液，即钛的氢氧化物混浊液，然后真空抽滤，得到氢氧化钛的膏状物，用去离子水反复清洗，抽滤，最后得到纯度较高的氢氧化钛固体；
(3)将步骤(2)得到的氢氧化钛固体分散入去离子水中，采用高速搅拌装置强烈搅拌3h，边搅拌边缓慢滴加强氧化剂，得到一种黄色混浊的悬浊液；
(4)将步骤(3)得到的悬浊液转移到反应釜中进行热处理，热处理的温度控制在80～110℃，热处理的时间大约7～13h，得到光触媒水溶胶。
2.根据权利要求1所述的光触媒水溶胶的制备方法，其特征在于所述的钛盐为硫酸氧钛。
3.根据权利要求1所述的光触媒水溶胶的制备方法，其特征在于所述的碱液为氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液、氨水的一种。
4.根据权利要求1所述的光触媒水溶胶的制备方法，其特征在于所述的强氧化剂为氯酸、双氧水、硝酸、高锰酸的一种。
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