CN105712395B - 一种利用生物质中SiO2制备高比表面积介孔TiO2的方法 - Google Patents
一种利用生物质中SiO2制备高比表面积介孔TiO2的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105712395B CN105712395B CN201610041455.7A CN201610041455A CN105712395B CN 105712395 B CN105712395 B CN 105712395B CN 201610041455 A CN201610041455 A CN 201610041455A CN 105712395 B CN105712395 B CN 105712395B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sio
- temperature
- mesoporous
- tio
- compound
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titanium dioxide Inorganic materials O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 90
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 84
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 83
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 57
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 52
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 52
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 52
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 52
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 52
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 28
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 claims abstract description 19
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 claims abstract description 17
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 claims abstract description 17
- 239000010903 husk Substances 0.000 claims abstract description 16
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims abstract description 10
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 8
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000006166 lysate Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910010298 TiOSO4 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 66
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 30
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 30
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 23
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 17
- 241000209094 Oryza Species 0.000 claims description 16
- 239000002585 base Substances 0.000 claims description 14
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 13
- UGACIEPFGXRWCH-UHFFFAOYSA-N [Si].[Ti] Chemical compound [Si].[Ti] UGACIEPFGXRWCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims description 12
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 10
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 4
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 4
- 230000029087 digestion Effects 0.000 claims description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims 1
- KADRTWZQWGIUGO-UHFFFAOYSA-L oxotitanium(2+);sulfate Chemical compound [Ti+2]=O.[O-]S([O-])(=O)=O KADRTWZQWGIUGO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 2
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 56
- 206010013786 Dry skin Diseases 0.000 description 22
- XZWYZXLIPXDOLR-UHFFFAOYSA-N metformin Chemical compound CN(C)C(=N)NC(N)=N XZWYZXLIPXDOLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 2
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 206010054949 Metaplasia Diseases 0.000 description 1
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WJEIYVAPNMUNIU-UHFFFAOYSA-N [Na].OC(O)=O Chemical compound [Na].OC(O)=O WJEIYVAPNMUNIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000908 ammonium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- -1 halide ion Chemical class 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 238000010303 mechanochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 230000015689 metaplastic ossification Effects 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 238000007353 oxidative pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 1
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 1
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000003911 water pollution Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G23/00—Compounds of titanium
- C01G23/04—Oxides; Hydroxides
- C01G23/047—Titanium dioxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/12—Surface area
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明属于无机功能材料技术领域，公开了一种利用生物质中SiO2制备高比表面积介孔TiO2的方法。所述方法为：(1)将介孔SiO2用强碱溶液进行溶解，得到溶解液；再在室温下，向溶解液中滴加钛前驱体溶液直至溶解液的pH为中性，陈化，过滤，干燥至恒重，得到SiO2/TiO2复合物；(2)将SiO2/TiO2复合物进行灼烧处理，冷却，得到高温处理的复合物；(3)将高温处理的复合物采用强碱溶液浸泡，水洗至中性，分离干燥至恒重，得到介孔TiO2。本发明以TiOSO4和稻壳中的SiO2为原料，原料来源广泛，价廉易得，经济环保；本发明的工艺简单，操作方便，所制备的介孔TiO2具有高比表面积。
Description
技术领域
本发明属于无机功能材料技术领域，具体涉及一种利用生物质原料中SiO2制备高比表面积介孔TiO2的方法。
背景技术
来源于工业，农业和生活三大源头的污水排放是造成水体污染的主要原因，同时对人体健康造成了严重的威胁，在大力倡导低碳生活，健康生活的今天，有效的处理水体污染对环境和经济社会的可持续发展有重要意义。针对于如何有效地处理这些污染物，科学家们做了大量研究，而与物理吸附和生物修复相比，光催化技术作为一种高效绿色技术，被公认为是一种理想的环境净化技术。
介孔二氧化钛因其具有强氧化性，耐酸碱性好，化学性质稳定，对生物无毒，来源丰富等优点而成为当前最具应用潜力的一种光催化剂，它能够有效的降解有机污染物，并转化为无毒无害的H2O、CO2、PO4 3-、SO4 2-、NO3 -、卤素离子无机等小分子，该项处理技术操作简单，反应条件温和，能耗低，并且可很大程度上减少二次污染，其在环境保护方面的应用日益受到人们的重视。
随着人们对介孔二氧化钛研究的深入，二氧化钛的制备方法不断涌现。然而采用原料廉价，工艺简单，能耗低的的方法制备高性能的介孔二氧化钛仍是当前二氧化钛工业化生产的主要目标，在所有二氧化钛制备方法所使用的钛源之中，TiOSO4因其价格低廉，原料易得，在工业生产中占据重要地位，如以尿素，氨水或碳酸钠等为沉淀剂的沉淀法，以及膜分散沉淀法，机械化学法等。然而以上方法均存在着自身的不足，如工艺流程复杂，参数控制困难，并造成一定程度的环境问题，因而急需进一步完善介孔二氧化钛的制备工艺，开发一种高质量，高性能，环境友好性的介孔二氧化钛制备方法。
发明内容
为了解决以上现有技术的缺点和不足之处，为当前介孔二氧化钛的工业化生产提供新的制备工艺，本发明的目的在于提供一种利用生物质中SiO2制备高比表面积介孔TiO2的方法。本发明采用无机钛源和生物质中SiO2制备介孔TiO2，具有成本低，设备简单，操作方便等优点，可通过简易的方法制得高比表面积介孔TiO2。
本发明目的通过以下技术方案实现：
一种利用生物质中SiO2制备高比表面积介孔TiO2的方法，具体包括以下步骤：
(1)硅钛复合物的制备：将介孔SiO2用强碱溶液进行溶解，得到溶解液；再在室温下，向溶解液中滴加钛前驱体溶液直至pH为中性，陈化，过滤，干燥至恒重，得到SiO2/TiO2复合物；
(2)高温处理：将SiO2/TiO2复合物进行灼烧处理，冷却，得到高温处理的复合物；步骤(2)所述灼烧处理的温度为300～1200℃，优选为600～800℃；所述灼烧处理的时间为1～4小时；
(3)碱处理：将步骤(2)所得的高温处理的复合物采用强碱溶液浸泡，水洗至中性，分离干燥至恒重，得到高比表面积介孔TiO2。
步骤(1)所述强碱溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液中的一种以上，步骤(1)所述强碱溶液的质量分数为5％～30％。
步骤(1)所述溶解的温度为50～90℃，溶解的时间为24～48h。
步骤(1)所述强碱溶液与介孔SiO2的质量比为(5～20)：(0.1～2)。
步骤(1)所述钛前驱体优选TiOSO4，步骤(1)所述钛前驱体溶液的浓度为5wt％～30wt％。
步骤(1)所述陈化时间为12～48小时；步骤(1)所述干燥温度80℃～150 ℃。
步骤(3)所述强碱溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液中的一种以上，步骤(3)所述强碱溶液的质量分数为5％～20％。
步骤(3)所述强碱溶液与高温处理的复合物的质量比为50：(0.1～2.0)。
步骤(3)所述浸泡时间为24～48小时，所述浸泡温度为50～100℃，优选 80℃；步骤(3)所述干燥温度为120～180℃，优选150℃。
步骤(1)所述介孔SiO2的制备方法为：向稻壳中加入盐酸溶液，在微沸的状态下保温反应，趁热过滤，洗涤至中性，干燥至恒重，然后采用马弗炉进行高温氧化热解，冷却，得到介孔SiO2。
所述盐酸溶液的质量百分比浓度为0.1～10％，优选为0.2％；所述盐酸溶液与稻壳的质量比为(1000～1500)：100；所述微沸的温度为97～105℃，所述保温反应的时间为1～5h，所述洗涤是指用蒸馏水进行洗涤。
所述高温氧化热解的温度为600～800℃，高温氧化热解的时间为1～4h；所述高温氧化热解是在空气氛围中进行；所述马弗炉的升温速率为5℃/min。
所述干燥温度为80～150℃。
本发明的原理为：
本发明以TiOSO4和稻壳中的SiO2为原料，通过调整前驱溶液的PH，使得 SiO2和TiO2发生共沉淀，形成SiO2和TiO2相互包裹的复合结构，通过灼烧处理将无定型TiO2转化为晶体TiO2(锐钛矿和金红石的混合物)，由于SiO2的支撑作用，保持了TiO2孔结构的原貌，再用强碱除去SiO2，得到高比表面积介孔 TiO2。
与现有技术相比，本发明具有如下优点及有益效果：
(1)本发明所采用的SiO2由稻壳经酸处理后灼烧制得，并以TiOSO4为钛源，具有原料来源广泛，价廉易得，经济环保等优点；
(2)本发明的制备方法，工艺简单，操作方便，制得的介孔TiO2具有高比表面积；
(3)本发明的方法，扩大了介孔二氧化钛的制备途径，对二氧化钛生产工艺的改进具有极大的启示意义。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
一种利用生物质中SiO2制备高比表面积介孔TiO2的方法，包括如下步骤：
(1)介孔SiO2的制备：取10克的东北稻壳，用120克质量分数为0.2％的盐酸溶液在微沸状态下(约100℃)保温2小时，趁热过滤并用蒸馏水洗涤至中性，150℃下干燥至恒重，然后置于马弗炉中，设置升温速度5℃/min，并在700 ℃下高温氧化热解2小时，自然冷却至室温，得到介孔SiO2；
(2)硅钛复合物的制备：取0.2克步骤(1)制备的介孔SiO2，用20克质量分数为5％的氢氧化钠溶液在80℃下溶解24小时；再在25℃下，用质量分数为10％TiOSO4溶液滴定至中性，陈化24小时后过滤，80℃干燥至恒重，得到 SiO2/TiO2复合物；
(3)高温处理：取1.0克上述SiO2/TiO2复合物置于马弗炉中，设定升温速率5℃/min，在700℃灼烧处理2小时，以10℃/min的速率降温，得到高温处理的复合物；
(4)碱处理：在80℃水浴中，将0.5克步骤(3)所得的高温处理的复合物用50克质量分数为10％的氢氧化钠溶液浸泡24小时，水洗至中性，150℃干燥至恒重，得到高比表面积介孔TiO2，性能参数如表1所示。
实施例2
一种利用生物质中SiO2制备高比表面积介孔TiO2的方法，包括如下步骤：
(1)介孔SiO2的制备：取10克的东北稻壳，用120克质量分数为0.2％的盐酸溶液在微沸状态下(约100℃)保温2小时，趁热过滤并用蒸馏水洗涤至中性，150℃下干燥至恒重，然后置于马弗炉中，设置升温速度5℃/min，并在700 ℃下高温氧化热解2小时，自然冷却至室温，得到介孔SiO2；
(2)硅钛复合物的制备：取0.2克步骤(1)制备的介孔SiO2，用10克质量分数为10％的氢氧化钾溶液在80℃下溶解24小时；再在25℃下，用质量分数为20％TiOSO4溶液滴定至中性，陈化36小时后过滤，80℃干燥至恒重，得到SiO2/TiO2复合物；
(3)高温处理：取1.0克上述SiO2/TiO2复合物置于马弗炉中，设定升温速率5℃/min，在700℃灼烧处理2小时，以10℃/min的速率降温，得到高温处理的复合物；
(4)碱处理：在80℃水浴中，将0.2g步骤(3)所得的高温处理的复合物用50克质量分数为10％的氢氧化钠溶液浸泡48小时，水洗至中性，150℃干燥至恒重，得到高比表面积介孔TiO2，性能参数如表1所示。
实施例3
一种利用生物质中SiO2制备高比表面积介孔TiO2的方法，包括如下步骤：
(1)介孔SiO2的制备：取10克的东北稻壳，用120克质量分数为0.2％的盐酸溶液在微沸状态下(约100℃)保温2小时，趁热过滤并用蒸馏水洗涤至中性，150℃下干燥至恒重，然后置于马弗炉中，设置升温速度5℃/min，并在700 ℃下高温氧化热解2小时，自然冷却至室温，得到介孔SiO2；
(2)硅钛复合物的制备：取0.5克步骤(1)制备的介孔SiO2，用10克质量分数为10％的氢氧化钠溶液在80℃下溶解24小时；再在25℃下，用质量分数为20％TiOSO4溶液滴定至中性，陈化24小时后过滤，150℃干燥至恒重，得到SiO2/TiO2复合物。
(3)高温处理：取1.0克上述SiO2/TiO2复合物置于马弗炉中，设定升温速率5℃/min，在650℃灼烧处理3小时，以10℃/min的速率降温，得到高温处理的复合物；
(4)碱处理：在80℃水浴中，将0.5g步骤(3)所得的高温处理的复合物用50克质量分数为10％的氢氧化钾溶液浸泡24小时，水洗至中性，150℃干燥至恒重，得到高比表面积介孔TiO2，性能参数如表1所示。
实施例4
一种利用生物质中SiO2制备高比表面积介孔TiO2的方法，包括如下步骤：
(1)介孔SiO2的制备：取10克的东北稻壳，用120克质量分数为0.2％的盐酸溶液在微沸状态下(约100℃)保温2小时，趁热过滤并用蒸馏水洗涤至中性，150℃下干燥至恒重，然后置于马弗炉中，设置升温速度5℃/min，并在700 ℃下高温氧化热解2小时，自然冷却至室温，得到介孔SiO2；
(2)硅钛复合物的制备：取0.5克步骤(1)制备的介孔SiO2，用5克质量分数为20％的氢氧化钠溶液在80℃下溶解36小时；再在25℃下，用质量分数为5％TiOSO4溶液滴定至中性，陈化24小时后过滤，80℃干燥至恒重，得到 SiO2/TiO2复合物；
(3)高温处理：取1.0克上述SiO2/TiO2复合物置于马弗炉中，设定升温速率5℃/min，在700℃灼烧处理2小时，以10℃/min的速率降温，得到高温处理的复合物；
(4)碱处理：在80℃水浴中，将0.5g步骤(3)所得的高温处理的复合物用25克质量分数为20％的氢氧化钠溶液浸泡24小时，水洗至中性，150℃干燥至恒重，得到高比表面积介孔TiO2，性能参数如表1所示。
实施例5
一种利用生物质中SiO2制备高比表面积介孔TiO2的方法，包括如下步骤：
(1)介孔SiO2的制备：取10克的东北稻壳，用120克质量分数为0.2％的盐酸溶液在微沸状态下(约100℃)保温2小时，趁热过滤并用蒸馏水洗涤至中性，150℃下干燥至恒重，然后置于马弗炉中，设置升温速度5℃/min，并在700 ℃下高温氧化热解2小时，自然冷却至室温，得到介孔SiO2；
(2)硅钛复合物的制备：取0.5克步骤(1)制备的介孔SiO2，用10克质量分数为10％的氢氧化钠溶液在80℃下24小时；再在25℃下，用质量分数为 10％TiOSO4溶液滴定至中性，陈化24小时后过滤，80℃干燥至恒重，得到 SiO2/TiO2复合物；
(3)高温处理：取1.0克上述SiO2/TiO2复合物置于马弗炉中，设定升温速率5℃/min，在700℃灼烧处理2小时，以10℃/min的速率降温，得到高温处理的复合物；
(4)碱处理：在80℃水浴中，将0.6g步骤(3)所得的高温处理的复合物用50克质量分数为10％的氢氧化钠溶液浸泡24小时，水洗至中性，150℃干燥至恒重，得到高比表面积介孔TiO2，性能参数如表1所示。
实施例6
一种利用生物质中SiO2制备高比表面积介孔TiO2的方法，包括如下步骤：
(1)介孔SiO2的制备：取10克的东北稻壳，用120克质量分数为0.2％的盐酸溶液在微沸状态下(约100℃)保温2小时，趁热过滤并用蒸馏水洗涤至中性，150℃下干燥至恒重，然后置于马弗炉中，设置升温速度5℃/min，并在700 ℃下高温氧化热解2小时，自然冷却至室温，得到介孔SiO2；
(2)硅钛复合物的制备：取1.0克步骤(1)制备的介孔SiO2，用10克质量分数为5％氢氧化钠和质量分数为5％氢氧化钾的混合溶液在80℃下36小时，在25℃下，用质量分数为5％TiOSO4溶液滴定至中性，陈化24小时后过滤，150 ℃干燥至恒重，得到SiO2/TiO2复合物；
(3)高温处理：取1.5克上述SiO2/TiO2复合物置于马弗炉中，设定升温速率5℃/min，在700℃灼烧处理3小时，以10℃/min的速率降温，得到高温处理的复合物；
(4)碱处理：在80℃水浴中，将1.0g步骤(3)所得的高温处理的复合物用50克质量分数为10％的氢氧化钠溶液浸泡36小时，水洗至中性，150℃干燥至恒重，得到高比表面积介孔TiO2，性能参数如表1所示。
实施例7
一种利用生物质中SiO2制备高比表面积介孔TiO2的方法，包括如下步骤：
(1)介孔SiO2的制备：取10克的东北稻壳，用120克质量分数为0.2％的盐酸溶液在微沸状态下(约100℃)保温2小时，趁热过滤并用蒸馏水洗涤至中性，150℃下干燥至恒重，然后置于马弗炉中，设置升温速度5℃/min，并在700 ℃下高温氧化热解2小时，自然冷却至室温，得到介孔SiO2；
(2)硅钛复合物的制备：取1.0克步骤(1)制备的介孔SiO2，用10克质量分数为10％的氢氧化钠溶液在60℃下48小时；再在25℃下，用质量分数为 10％TiOSO4溶液滴定至中性，陈化24小时后过滤，150℃干燥至恒重，得到 SiO2/TiO2复合物；
(3)高温处理：取1.5克上述SiO2/TiO2复合物置于马弗炉中，设定升温速率5℃/min，在750℃灼烧处理2小时，以10℃/min的速率降温，得到高温处理的复合物；
(4)碱处理：在100℃水浴中，将1.0g步骤(3)所得的高温处理的复合物用50克质量分数为10％的氢氧化钠溶液浸泡24小时，水洗至中性，180℃干燥至恒重，得到高比表面积介孔TiO2，性能参数如表1所示。
实施例8
一种利用生物质中SiO2制备高比表面积介孔TiO2的方法，包括如下步骤：
(1)介孔SiO2的制备：取10克的东北稻壳，用120克质量分数为0.2％的盐酸溶液在微沸状态下(约100℃)保温2小时，趁热过滤并用蒸馏水洗涤至中性，150℃下干燥至恒重，然后置于马弗炉中，设置升温速度5℃/min，并在700 ℃下高温氧化热解2小时，自然冷却至室温，得到介孔SiO2；
(2)硅钛复合物的制备：取1.5克步骤(1)制备的介孔SiO2，用20克质量分数为5％的氢氧化钠溶液在80℃下48小时；再在25℃下，用质量分数为 5％TiOSO4溶液滴定至中性，陈化24小时后过滤，80℃干燥至恒重，得到 SiO2/TiO2复合物。
(3)高温处理：取2.0克上述SiO2/TiO2复合物置于马弗炉中，设定升温速率5℃/min，在650℃灼烧处理4小时，以10℃/min的速率降温，得到高温处理的复合物；
(4)碱处理：在80℃水浴中，将1.0g步骤(3)所得的高温处理的复合物用50克质量分数为10％的氢氧化钠溶液浸泡24小时，水洗至中性，150℃干燥至恒重，得到高比表面积介孔TiO2，性能参数如表1所示。
实施例9
一种利用生物质中SiO2制备高比表面积介孔TiO2的方法，包括如下步骤：
(1)介孔SiO2的制备：取10克的东北稻壳，用120克质量分数为0.2％的盐酸溶液在微沸状态下(约100℃)保温2小时，趁热过滤并用蒸馏水洗涤至中性，150℃下干燥至恒重，然后置于马弗炉中，设置升温速度5℃/min，并在700 ℃下高温氧化热解2小时，自然冷却至室温，得到介孔SiO2；
(2)硅钛复合物的制备：取2.0克步骤(1)制备的介孔SiO2，用10克质量分数为10％的氢氧化钾溶液在80℃下48小时；再在25℃下，用质量分数为 10％TiOSO4溶液滴定至中性，陈化24小时后过滤，100℃干燥至恒重，得到 SiO2/TiO2复合物；
(3)高温处理：取2.0克上述SiO2/TiO2复合物置于马弗炉中，设定升温速率5℃/min，在700℃灼烧处理2小时，以10℃/min的速率降温，得到高温处理的复合物；
(4)碱处理：在80℃水浴中，将1.5g步骤(3)所得的高温处理的复合物用50克质量分数为10％的氢氧化钠溶液浸泡36小时，水洗至中性，150℃干燥至恒重，得到高比表面积介孔TiO2，性能参数如表1所示。
实施例10
一种利用生物质中SiO2制备高比表面积介孔TiO2的方法，包括如下步骤：
(1)介孔SiO2的制备：取10克的东北稻壳，用120克质量分数为0.2％的盐酸溶液在微沸状态下(约100℃)保温2小时，趁热过滤并用蒸馏水洗涤至中性，150℃下干燥至恒重，然后置于马弗炉中，设置升温速度5℃/min，并在700 ℃下高温氧化热解2小时，自然冷却至室温，得到介孔SiO2；
(2)硅钛复合物的制备：取2.0克步骤(1)制备的介孔SiO2，用20克质量分数为5％的氢氧化钠溶液在80℃下48小时；再在25℃下，用质量分数为 5％TiOSO4溶液滴定至中性，陈化36小时后过滤，80℃干燥至恒重，得到 SiO2/TiO2复合物。
(3)高温处理：取2.0克上述SiO2/TiO2复合物置于马弗炉中，设定升温速率5℃/min，在750℃灼烧处理2小时，以10℃/min的速率降温，得到高温处理的复合物；
(4)碱处理：在80℃水浴中，将1.5g步骤(3)所得的高温处理的复合物用50克质量分数为10％的氢氧化钠溶液浸泡48小时，水洗至中性，150℃干燥至恒重，得到高比表面积介孔TiO2，性能参数如表1所示。
对比例
一种介孔TiO2的方法，包括如下步骤:
(1)30℃下，直接用质量分数为10％TiOSO4溶液滴定10克质量分数为10％的氢氧化钠溶液至中性，陈化24小时后过滤，150℃干燥至恒重；
(2)取1.0克上述TiO2干燥样品置于马弗炉中，设定升温速率5℃/min， 700℃灼烧处理2小时，降温速率10℃/min，使TiO2发生晶型转变；
(3)在80℃水浴中，将0.5g步骤(2)所得的样品用50克质量分数为10％的氢氧化钠溶液在80℃水浴中浸泡24小时，水洗至中性，150℃干燥至恒重，得到介孔TiO2，性能参数如表1所示。
表1介孔TiO2孔参数一览表
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种利用生物质中SiO2制备高比表面积介孔TiO2的方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
(1)硅钛复合物的制备：将介孔SiO2用强碱溶液进行溶解，得到溶解液；再在室温下，向溶解液中滴加钛前驱体溶液直至pH为中性，陈化，过滤，干燥至恒重，得到SiO2/TiO2复合物；
(2)高温处理：将SiO2/TiO2复合物进行灼烧处理，冷却，得到高温处理的复合物；
(3)碱处理：将步骤(2)所得的高温处理的复合物采用强碱溶液浸泡，水洗至中性，分离干燥至恒重，得到高比表面积介孔TiO2；
步骤(1)所述钛前驱体为TiOSO4；步骤(1)所述钛前驱体溶液的浓度为5wt％～30wt％；
步骤(1)所述陈化时间为12～48小时；步骤(2)所述灼烧处理的时间为1～4小时；步骤(2)所述灼烧处理的温度为600～800℃；步骤(1)所述溶解的温度为50～90℃，溶解的时间为24～48h；步骤(3)所述浸泡时间为24～48小时，所述浸泡温度为50～100℃；步骤(1)所述强碱溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液中的一种以上；步骤(1)所述强碱溶液的质量分数为5％～30％；
步骤(3)所述强碱溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液中的一种以上；步骤(3)所述强碱溶液的质量分数为5％～20％；
步骤(1)所述介孔SiO2的制备方法为：向稻壳中加入盐酸溶液，在微沸的状态下保温反应，趁热过滤，洗涤至中性，干燥至恒重，然后采用马弗炉进行高温氧化热解，冷却，得到介孔SiO2；所述盐酸溶液的质量百分比浓度为0.1～10％；所述盐酸溶液与稻壳的质量比为(1000～1500)：100；所述微沸的温度为97～105℃，所述保温反应的时间为1～5h；
所述高温氧化热解的温度为600～800℃，高温氧化热解的时间为1～4h；所述高温氧化热解是在空气氛围中进行。
2.根据权利要求1所述利用生物质中SiO2制备高比表面积介孔TiO2的方法，其特征在于：步骤(1)所述强碱溶液与介孔SiO2的质量比为(5～20)：(0.1～2)；步骤(3)所述强碱溶液与高温处理的复合物的质量比为50：(0.1～2.0)。
3.根据权利要求1所述利用生物质中SiO2制备高比表面积介孔TiO2的方法，其特征在于：步骤(1)所述干燥温度80℃～150℃；
步骤(3)所述干燥温度为120～180℃。
4.根据权利要求1所述利用生物质中SiO2制备高比表面积介孔TiO2的方法，其特征在于：所述马弗炉的升温速率为5℃/min；所述干燥温度为80～150℃；所述洗涤是指用蒸馏水进行洗涤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610041455.7A CN105712395B (zh) | 2016-01-21 | 2016-01-21 | 一种利用生物质中SiO2制备高比表面积介孔TiO2的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610041455.7A CN105712395B (zh) | 2016-01-21 | 2016-01-21 | 一种利用生物质中SiO2制备高比表面积介孔TiO2的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105712395A CN105712395A (zh) | 2016-06-29 |
| CN105712395B true CN105712395B (zh) | 2018-09-14 |
Family
ID=56154774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610041455.7A Expired - Fee Related CN105712395B (zh) | 2016-01-21 | 2016-01-21 | 一种利用生物质中SiO2制备高比表面积介孔TiO2的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105712395B (zh) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101503212A (zh) * | 2009-03-06 | 2009-08-12 | 华东理工大学 | 一种制备介孔二氧化钛的方法 |
| CN104386742A (zh) * | 2014-11-14 | 2015-03-04 | 上海应用技术学院 | 一种高结晶度、大比表面积的介孔二氧化钛及其制备方法 |
| CN104692388A (zh) * | 2013-12-05 | 2015-06-10 | 沈阳宜盛瓷新型材料有限公司 | 一种用稻壳制备高纯纳米三维多孔结构硅的方法 |
-
2016
- 2016-01-21 CN CN201610041455.7A patent/CN105712395B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101503212A (zh) * | 2009-03-06 | 2009-08-12 | 华东理工大学 | 一种制备介孔二氧化钛的方法 |
| CN104692388A (zh) * | 2013-12-05 | 2015-06-10 | 沈阳宜盛瓷新型材料有限公司 | 一种用稻壳制备高纯纳米三维多孔结构硅的方法 |
| CN104386742A (zh) * | 2014-11-14 | 2015-03-04 | 上海应用技术学院 | 一种高结晶度、大比表面积的介孔二氧化钛及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105712395A (zh) | 2016-06-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104289179B (zh) | 一步炭化活化制备凹凸棒石/碳复合材料吸附剂的方法 | |
| CN106044744B (zh) | 一种石墨烯/木质素基复合多级孔碳片材料的制备方法及其用途 | |
| CN106219604B (zh) | 一种制备多级孔结构二氧化钛的制备方法及其光催化应用 | |
| CN111359582A (zh) | 一种石墨烯复合气凝胶除甲醛材料及制备方法 | |
| CN104927097B (zh) | 一种微波水热法制备纳米二氧化钛/壳聚糖复合材料的方法 | |
| CN106824157A (zh) | 一种改性的二氧化钛复合材料及其制备方法、应用 | |
| CN104355600A (zh) | 一种高吸附性能的陶瓷组合物及其制备方法 | |
| CN108855175A (zh) | 一种中性的甲醛光净化剂及其制备方法 | |
| CN111715188A (zh) | 一种二氧化钛基纳米复合材料及其制备方法和用途 | |
| CN104437469A (zh) | 一种用于烟气脱臭/脱硝催化剂的纳米二氧化钛粉体及其制备方法和应用 | |
| CN107715903A (zh) | 一种酸化辅助水热法制备高效氮化碳纳米棒光催化剂的方法 | |
| CN104211426B (zh) | 一种禾本科植物结构遗态的高硅莫来石及其制备方法 | |
| CN105036186A (zh) | 一种纳米二氧化钛 | |
| CN104147924A (zh) | 一种新型光触媒空气净化剂及制备方法 | |
| CN109012718B (zh) | 一种高性能复合光催化材料的制备方法 | |
| CN103074661B (zh) | 一种调控二氧化钛纳米管阵列表面亲-疏水性的方法 | |
| CN105712395B (zh) | 一种利用生物质中SiO2制备高比表面积介孔TiO2的方法 | |
| CN116554718B (zh) | 一种海胆状二氧化钛涂料的制备方法及用途 | |
| CN104386742A (zh) | 一种高结晶度、大比表面积的介孔二氧化钛及其制备方法 | |
| CN102086046A (zh) | 纳米二氧化钛液溶胶的制备方法 | |
| CN113304739B (zh) | 一种以烟梗丝为模板制备TiO2光催化材料的方法及用途 | |
| CN107857516A (zh) | 一种多功能硅藻泥壁材 | |
| CN109021660A (zh) | 一种纳米TiO2-高岭土插层材料的制备方法 | |
| CN108854524A (zh) | 一种可吸附降解甲醛的氧化改性负载型竹炭的制备方法 | |
| CN107199014A (zh) | 一种高吸附性能的陶瓷组合物及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20180914 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |