CN108636391A - 一种负载型二氧化钛光催化材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种负载型二氧化钛光催化材料及其制备方法，所述负载型二氧化钛光催化材料由载体和部分嵌入在载体中的二氧化钛组成，二氧化钛在载体表面密集排列形成二氧化钛薄膜。本发明提供的负载型二氧化钛光催化材料中二氧化钛部分嵌入载体中，与载体嵌接牢固，不易脱落，使所制备的光催化材料耐磨性良好，使用寿命长，用于空气和水中有害物质的去除，可重复利用率高。
Description
技术领域
本发明属于光催化技术领域，具体涉及一种负载型二氧化钛光催化材料及其制备方法。
背景技术
随着社会的发展和人们生活水平的提高，日益严重的环境污染问题如空气污染和水污染问题越来越受到人们的重视。利用半导体材料的光催化性能可以对环境中各种污染物进行去除，其中二氧化钛(TiO2)半导体光催化材料因具有效率高、能耗低、操作简便、反应条件温和、适用范围广、可减少二次污染等突出优点，在空气和水污染治理等领域有着广泛的应用前景。
作为光催化剂，TiO2常常以粉体形式参与到光催化反应中，例如将粉体TiO2悬浮在反应底物溶液中。虽然悬浮的颗粒能够很好地与反应底物接触，高效地发挥活性面的作用，但反应之后催化剂的分离和回收往往难以解决。要将纳米尺寸的TiO2从流动相中分离出来要经过絮凝和过滤等过程，有时还会堵塞滤孔，不便于大规模的实际应用。目前，有研究者着眼于将TiO2固定在惰性的基底上，这样既可以解决TiO2的回收利用问题，又能通过固定催化剂，使光催化反应变成可连续进行的过程，避免悬浮体系需要不断终止反应、回收催化剂粉体的问题。
目前，负载型TiO2催化剂的制备方法有直接制备TiO2薄膜和将TiO2粉体固定或粘接在基底材料上。TiO2薄膜的制备方法有磁控溅射法(S.Ben Amor etal.Mater.Chem.Phys.,2003,77,903-911)、电化学方法(S.Karuppuchamy et al.solidstate ionics,2002,151,19-27)、液相沉积法(Yu,J.G.et al.J.Phys.Chem.B,2003,107,13871-13879)和溶胶-凝胶法(P.Kajitvichyanukul et al.Sci.Technol.Adv.Mat.,2005,6,352-358)等。上述方法往往需要经过复杂的制备工艺，并需要对基底材料进行预处理；而将TiO2粉体固定或粘接在基底材料上二氧化钛与基底往往结合不够牢固，导致二氧化钛薄膜耐磨性不好、使用寿命较短。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种负载型二氧化钛光催化材料及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：
提供一种负载型二氧化钛光催化材料，所述负载型二氧化钛光催化材料由载体和部分嵌入在载体中的二氧化钛组成，二氧化钛在载体表面密集排列形成二氧化钛薄膜。
按上述方案，所述二氧化钛的表观尺寸10～200μm。
按上述方案，所述载体为可软化载体，具体选自玻璃、陶瓷、沥青中的一种。
本发明还提供上述负载型二氧化钛光催化材料的制备方法，将涂覆有二氧化钛浆料层的载体材料加热至软化，通过外力挤压使二氧化钛部分浸入材料，冷却而得。
本发明还提供上述负载型二氧化钛光催化材料的制备方法，其步骤如下：
1)将载体清洗干净待用；
2)配制二氧化钛浆料；
3)取步骤2)所得二氧化钛浆料均匀涂布在步骤1)所得载体表面，待浆料干燥后，将载体涂覆有二氧化钛浆料的一面向下，在对载体施压状态下进行焙烧，使二氧化钛在外力作用下部分浸入软化载体，然后自然冷却得到负载型二氧化钛光催化材料。
按上述方案，步骤2)中：将二氧化钛加入无水乙醇中，超声分散并搅拌均匀得到二氧化钛浆料，所得二氧化钛浆料浓度为1～100mg/mL；二氧化钛的平均粒径为25nm～200μm。
优选的是，步骤3)二氧化钛浆料在载体表面涂布量为0.1～2mL/cm2载体。
优选的是，步骤3)对载体施压的压强为1～5kPa。
按上述方案，步骤3)焙烧过程中涂覆有二氧化钛浆料的载体的上、下表面还设置有硅酸铝隔热片。
按上述方案，步骤3)焙烧工艺条件为：从室温下升温至焙烧温度，保温，随后自然降温至室温。
按上述方案，焙烧温度为载体软化点温度的1～1.5倍，保温时间为20-60min。
按上述方案，所述的制备方法还包括将自然冷却后的载体用超纯水超声清洗并干燥。
本发明的有益效果在于：
1、本发明提供的负载型二氧化钛光催化材料中二氧化钛以微米级的二氧化钛或团聚纳米级二氧化钛团块的形式部分嵌入载体中，与载体嵌接牢固，不易脱落，耐磨性良好，使用寿命长；
2、本发明制备工艺简单，基底材料不需要经过特殊预处理，载体面积、形状和二氧化钛负载量等可根据需要进行设计，重复性好，具有良好的经济效益；
且本负载制备过程对不影响粉末状二氧化钛原料的形貌和结构，通过选取或预先制备具有多种形貌和结构以及优异光催化活性的粉末状二氧化钛，可使所制备的负载型光催化材料具有形貌和结构上的多样性；不需要额外添加粘接剂，不影响二氧化钛的光催化性能，
附图说明
图1为本发明实施例1所制备的负载型二氧化钛光催化材料的照片；
图2为实施例1所制备的负载型二氧化钛光催化材料的X射线衍射分析结果；
图3为实施例1所制备的负载型二氧化钛光催化材料的扫描电镜图；
图4为实施例1和对比例1所制备的负载型二氧化钛光催化材料单位面积光催化降解亚甲基蓝质量随时间变化曲线；
图5为实施例2所制备的负载型二氧化钛光催化材料的扫描电镜图；
图6为实施例3所制备的负载型二氧化钛光催化材料的扫描电镜图；
图7为实施例4所制备的负载型二氧化钛光催化材料的扫描电镜图；
图8为实施例5所制备的负载型二氧化钛光催化材料的照片；
图9为实施例5所制备的负载型二氧化钛光催化材料的扫描电镜图；
图10为对比例1所制备的二氧化钛薄膜材料的扫描电镜图；
图11为对比例1所制备的二氧化钛薄膜材料的X射线衍射图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
对比例1
采用液相沉积法制备二氧化钛薄膜材料，具体步骤如下：
将规则的长方形玻璃片(长38mm，宽25mm)依次置于浓硝酸、氢氧化钠溶液和超纯水中清洗，并在惰性气体中吹干得到干净的玻璃片；将1.98g氟钛酸铵和1.24g硼酸加入100mL超纯水中配置成含钛溶液；将干净的玻璃片垂直浸入含钛溶液中并置于35℃恒温水浴中静置反应24h，随后取出玻璃片，利用超纯水清洗4～5次最后干燥得到二氧化钛薄膜材料。对本对比例所得二氧化钛薄膜材料进行测试，SEM图如图10所示。对本对比例所得二氧化钛薄膜材料进行XRD测试，结果如图11所示，可以看出本对比例所得二氧化钛薄膜为锐钛矿型。
实施例1
制备负载型二氧化钛光催化材料，具体步骤如下：
将玻璃裁剪成长为38mm，宽为25mm的方形，利用超纯水将玻璃进行超声清洗；然后利用无水乙醇对玻璃进行超声清洗，在惰性气体中吹干；将微米级锐钛矿型柱状二氧化钛(长为150μm，横截面直径约为15μm)置于无水乙醇中，搅拌均匀制成浓度为40mg/mL的二氧化钛浆料；取1mL二氧化钛浆料均匀滴加到基底表面，静置使浆料中乙醇成分自然扩散、挥发；将硅酸铝隔热片放置于坩埚底部，将负载有二氧化钛的玻璃以涂层朝下放置于硅酸铝隔热片之上，然后覆盖一层硅酸铝隔热片和施加压力的钢板(计算压强为1.5kPa)；将马弗炉预热至800℃，将坩埚置于马弗炉中，30min后将玻璃取出，冷却后利用超纯水将玻璃超声清洗4～5次，最后将清洗后的玻璃干燥即得到负载型二氧化钛光催化材料，照片如图1所示。
对本实施例所得负载型二氧化钛进行XRD测试，结果如图2所示，可以看出实施例所得负载型二氧化钛为锐钛矿型。对本实施例所得负载型二氧化钛进行测试，SEM图如图3所示，由图可看出本发明实施例所得负载型二氧化钛部分嵌入到载体中，测得嵌入深度约为5～50μm。采用紫外光催化降解亚甲基蓝实验测试该负载型二氧化钛光催化材料的光催化能力，以对比文件1制备的二氧化钛薄膜材料作对比，结果如图4所示，由图可看出本发明实施例所得负载型二氧化钛光催化材料具有良好的光催化性能，与对比例1制备的二氧化钛薄膜材料相比具有更高的单位负载面积光催化效率，在紫外光辐照4h后，本实施例所得负载型二氧化钛光催化材料单位面积降解量为26mg/m2，对比例1所得二氧化钛薄膜材料单位面积降解量为22mg/m2。
采用紫外光催化降解亚甲基蓝循环实验测试该负载型二氧化钛光催化材料的稳定性，结果如表1所示。
表1
由表1可知在三次循环后，本实施例所得负载型二氧化钛能够在4h内降解体系中92.4％的亚甲基蓝，相比第一次循环(94.8％)降解率没有明显的降低，说明其稳定性好，可循环利用率高，使用寿命长。
实施例2
制备负载型二氧化钛光催化材料，具体步骤如下：
将玻璃裁剪成长为38mm，宽为25mm的方形，利用超纯水将玻璃进行超声清洗；然后利用无水乙醇对玻璃进行超声清洗，在惰性气体中吹干；将微米级柱状二氧化钛(长为150μm，横截面直径约为15μm)置于无水乙醇中，搅拌均匀制成浓度为40mg/mL的二氧化钛浆料；取1mL二氧化钛浆料均匀滴加到基底表面，静置使浆料中乙醇成分自然扩散、挥发；将硅酸铝隔热片放置于坩埚底部，将负载有二氧化钛的玻璃以涂层朝下放置于硅酸铝隔热片之上，然后覆盖一层硅酸铝隔热片和施加压力的钢板(计算压强为1.5kPa)；将马弗炉预热至820℃，将坩埚置于马弗炉中，30min后将玻璃取出，冷却后利用超纯水将玻璃超声清洗4～5次，最后将清洗后的玻璃干燥即得到负载型二氧化钛光催化材料。采用扫描电镜对本实施例所得负载型二氧化钛进行测试，SEM图如图5所示，由图可看出本发明实施例所得负载型二氧化钛部分嵌入到载体中，测得嵌入深度约为5～50μm。
实施例3
制备负载型二氧化钛光催化材料，具体步骤如下：
将玻璃裁剪成长为38mm，宽为25mm的方形，利用超纯水将玻璃进行超声清洗；然后利用无水乙醇对玻璃进行超声清洗，在惰性气体中吹干；将微米级柱状二氧化钛(长为150μm，横截面直径约为15μm)置于无水乙醇中，搅拌均匀制成浓度为40mg/mL的二氧化钛浆料；取1mL二氧化钛浆料均匀滴加到基底表面，静置使浆料中乙醇成分自然扩散、挥发；将硅酸铝隔热片放置于坩埚底部，将负载有二氧化钛的玻璃以涂层朝下放置于硅酸铝隔热片之上，然后覆盖一层硅酸铝隔热片和施加压力的钢板(计算压强为1.5kPa)；将马弗炉预热至850℃，将坩埚置于马弗炉中，30min后将玻璃取出，冷却后利用超纯水将玻璃超声清洗4～5次，最后将清洗后的玻璃干燥即得到负载型二氧化钛光催化材料。采用扫描电镜对本实施例所得负载型二氧化钛进行测试，SEM图如图6所示，由图可看出本发明实施例所得负载型二氧化钛部分嵌入到载体中，测得嵌入深度为5～50μm。
实施例4
制备负载型二氧化钛光催化材料，具体步骤如下：
将玻璃裁剪成长为38mm，宽为25mm的方形，利用超纯水将玻璃进行超声清洗；然后利用无水乙醇对玻璃进行超声清洗，在惰性气体中吹干；将微米级柱状二氧化钛(长为150μm，横截面直径约为15μm)置于无水乙醇中，搅拌均匀制成浓度为20mg/mL的二氧化钛浆料；取1mL二氧化钛浆料均匀滴加到基底表面，静置使浆料中乙醇成分自然扩散、挥发；将硅酸铝隔热片放置于坩埚底部，将负载有二氧化钛的玻璃以涂层朝下放置于硅酸铝隔热片之上，然后覆盖一层硅酸铝隔热片和施加压力的钢板(计算压强为1.5kPa)；将马弗炉预热至900℃，将坩埚置于马弗炉中，20min后将玻璃取出，冷却后利用超纯水将玻璃超声清洗4～5次，最后将清洗后的玻璃干燥即得到负载型二氧化钛光催化材料。采用扫描电镜对本实施例所得负载型二氧化钛进行测试，SEM图如图7所示，由图可看出本发明实施例所得负载型二氧化钛部分嵌入到载体中，测得嵌入深度为5～50μm。
实施例5
制备负载型二氧化钛光催化材料，具体步骤如下：
将玻璃裁剪成长为38mm，宽为25mm的方形，利用超纯水将玻璃进行超声清洗；然后利用无水乙醇对玻璃进行超声清洗，在惰性气体中吹干；将商用二氧化钛P25(平均粒径为21±5nm)置于无水乙醇中，搅拌均匀制成浓度为40mg/mL的二氧化钛浆料；取1mL二氧化钛浆料均匀滴加到基底表面，静置使浆料中乙醇成分自然扩散、挥发；将硅酸铝隔热片放置于坩埚底部，将负载有二氧化钛的玻璃以涂层朝下放置于硅酸铝隔热片之上，然后覆盖一层硅酸铝隔热片和施加压力的钢板(计算压强为1.5kPa)；将马弗炉预热至800℃，将坩埚置于马弗炉中，30min后将玻璃取出，冷却后利用超纯水将玻璃超声清洗4～5次，最后将清洗后的玻璃干燥即得到负载型二氧化钛光催化材料，照片如图8所示。采用扫描电镜对本实施例所得负载型二氧化钛进行测试，SEM图如图9所示，由图可看出本发明实施例所得负载型二氧化钛以团聚块方式部分嵌入到载体中。
实施例6
制备负载型二氧化钛光催化材料，具体步骤如下：
将陶片制成规则的30mm×30mm方形；将二氧化钛(平均粒径200μm)置于无水乙醇中，搅拌均匀制成二氧化钛浆料；将二氧化钛置于无水乙醇中，搅拌均匀制成浓度为100mg/mL的二氧化钛浆料；取4.5mL二氧化钛浆料均匀滴加到基底表面，静置使浆料中乙醇成分自然扩散、挥发；将硅酸铝隔热片放置于坩埚底部，将干燥的陶片以涂层朝下放置于硅酸铝隔热片之上，然后覆盖一层硅酸铝隔热片和一层施加压力的钢板(计算压强为5kPa)；将马弗炉预热至950℃，将坩埚置于马弗炉中，60min后将材料取出，冷却后利用超纯水将材料超声清洗4～5次；将清洗后的材料干燥，室温保存。
实施例7
制备负载型二氧化钛光催化材料，具体步骤如下：
将液态沥青倒入方形模(30mm×30mm)中，固化得到沥青基底；将二氧化钛(平均粒径200μm)置于无水乙醇中，搅拌均匀制成二氧化钛浆料；将二氧化钛置于无水乙醇中，搅拌均匀制成浓度为1mg/mL的二氧化钛浆料；取2.7mL二氧化钛浆料均匀滴加到基底表面，静置使浆料中乙醇成分自然扩散、挥发；在涂有二氧化钛涂层的沥青表面覆盖一层施加压力的钢板(计算压强为5kPa)；将方形模置于室温干燥，360min后将材料取出，利用超纯水将材料超声清洗4～5次；将清洗后的材料干燥，室温保存。
Claims (10)
1.一种负载型二氧化钛光催化材料，其特征在于：所述负载型二氧化钛光催化材料由载体和部分嵌入在载体中的二氧化钛组成，二氧化钛在载体表面密集排列形成二氧化钛薄膜。
2.根据权利要求1所述的负载型二氧化钛光催化材料，其特征在于：所述二氧化钛的表观尺寸10～200μm。
3.根据权利要求1所述的负载型二氧化钛光催化材料，其特征在于：所述载体为可软化载体，具体选自玻璃、陶瓷、沥青中的一种。
4.一种权利要求1-3任一所述的负载型二氧化钛光催化材料的制备方法，其特征在于，将涂覆有二氧化钛浆料层的载体材料加热至软化，通过外力挤压使二氧化钛部分浸入材料，冷却而得。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
1)将载体清洗干净待用；
2)将二氧化钛颗粒加入无水乙醇中，超声分散并搅拌均匀得到二氧化钛浆料；
3)取步骤2)所得二氧化钛浆料均匀涂布在步骤1)所得载体表面，待浆料干燥后将载体置于坩埚中，并且载体涂覆有二氧化钛浆料的一面向下，在载体加压状态下将坩埚置于马弗炉中进行焙烧，焙烧后将载体取出，自然冷却后将载体用超纯水超声清洗并干燥得到负载型二氧化钛光催化材料。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中：将二氧化钛加入无水乙醇中，超声分散并搅拌均匀得到二氧化钛浆料，所得二氧化钛浆料浓度为1～100mg/mL；二氧化钛的平均粒径为25nm～200μm。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤3)二氧化钛浆料在载体表面涂布量为0.1～2mL/cm2载体。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤3)对载体施压的压强为1～5kPa。
9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤3)焙烧过程中涂覆有二氧化钛浆料的载体的上、下表面还设置有硅酸铝隔热片。
10.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤3)焙烧工艺条件为：从室温下升温至焙烧温度，保温，随后自然降温至室温；
所述焙烧温度为载体软化点温度的1～1.5倍，保温时间为20-60min。
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Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1583249A (zh) * | 2004-06-10 | 2005-02-23 | 四川大学 | 一种用于光催化的纳米二氧化钛复合膜的制备方法 |
| CN1657503A (zh) * | 2005-02-22 | 2005-08-24 | 北京科技大学 | 一种热压滤法制备纳米和纳米复合陶瓷涂层的方法 |
| CN1911648A (zh) * | 2005-08-09 | 2007-02-14 | 花岗岩玻璃薄石技术有限公司 | 复合材料 |
| CN101485974A (zh) * | 2009-02-23 | 2009-07-22 | 东南大学 | 纳米二氧化钛在载体材料表面的负载方法 |
| CN102989522A (zh) * | 2012-12-17 | 2013-03-27 | 武汉理工大学 | 一种多孔水泥基光催化材料及其制备工艺 |
| CN104169339A (zh) * | 2012-01-17 | 2014-11-26 | 古瑞特（英国）有限公司 | 用于制造复合材料的预浸料坯 |
| WO2017132213A1 (en) * | 2016-01-26 | 2017-08-03 | Corning Incorporated | Non-contact coated glass and related coating system and method |
| CN107170878A (zh) * | 2017-05-16 | 2017-09-15 | 东莞理工学院 | 一种纳米Ag复合焊膏LED光源的陶瓷基板及制备方法 |
-
2018
- 2018-04-29 CN CN201810405703.0A patent/CN108636391A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1583249A (zh) * | 2004-06-10 | 2005-02-23 | 四川大学 | 一种用于光催化的纳米二氧化钛复合膜的制备方法 |
| CN1657503A (zh) * | 2005-02-22 | 2005-08-24 | 北京科技大学 | 一种热压滤法制备纳米和纳米复合陶瓷涂层的方法 |
| CN1911648A (zh) * | 2005-08-09 | 2007-02-14 | 花岗岩玻璃薄石技术有限公司 | 复合材料 |
| CN101485974A (zh) * | 2009-02-23 | 2009-07-22 | 东南大学 | 纳米二氧化钛在载体材料表面的负载方法 |
| CN104169339A (zh) * | 2012-01-17 | 2014-11-26 | 古瑞特（英国）有限公司 | 用于制造复合材料的预浸料坯 |
| CN102989522A (zh) * | 2012-12-17 | 2013-03-27 | 武汉理工大学 | 一种多孔水泥基光催化材料及其制备工艺 |
| WO2017132213A1 (en) * | 2016-01-26 | 2017-08-03 | Corning Incorporated | Non-contact coated glass and related coating system and method |
| CN107170878A (zh) * | 2017-05-16 | 2017-09-15 | 东莞理工学院 | 一种纳米Ag复合焊膏LED光源的陶瓷基板及制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 中国材料研究学会: "《2004年材料科学与工程新进展》", 30 June 2005, 冶金工业出版社 * |
| 王杏等: "《纳米二氧化钛的生产与应用》", 31 July 2014, 贵州科技出版社 * |
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