CN1137771C - 用溶胶-凝胶法制备介孔二氧化钛粉体和薄膜光催化剂的方法 - Google Patents
用溶胶-凝胶法制备介孔二氧化钛粉体和薄膜光催化剂的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1137771C CN1137771C CNB011308966A CN01130896A CN1137771C CN 1137771 C CN1137771 C CN 1137771C CN B011308966 A CNB011308966 A CN B011308966A CN 01130896 A CN01130896 A CN 01130896A CN 1137771 C CN1137771 C CN 1137771C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- solution
- sol
- last
- polyethylene glycol
- precursor
- 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
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 title claims abstract description 38
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 25
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 87
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 52
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims abstract description 46
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 34
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 29
- ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N diethanolamine Chemical compound OCCNCCO ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 28
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims abstract description 24
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims abstract description 15
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims abstract 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 63
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 38
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 37
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 29
- YHWCPXVTRSHPNY-UHFFFAOYSA-N butan-1-olate;titanium(4+) Chemical compound [Ti+4].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-] YHWCPXVTRSHPNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 229940043237 diethanolamine Drugs 0.000 claims description 27
- XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J titanium tetrachloride Chemical compound Cl[Ti](Cl)(Cl)Cl XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims description 26
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 22
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 21
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 claims description 16
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 13
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 11
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 9
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 5
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims description 5
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 5
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 2
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 abstract description 10
- 239000011148 porous material Substances 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000013032 photocatalytic reaction Methods 0.000 abstract 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 abstract 1
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 36
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 33
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 9
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229920002565 Polyethylene Glycol 400 Polymers 0.000 description 6
- JLFNLZLINWHATN-UHFFFAOYSA-N pentaethylene glycol Chemical compound OCCOCCOCCOCCOCCO JLFNLZLINWHATN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 6
- 229920000604 Polyethylene Glycol 200 Polymers 0.000 description 5
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 4
- 239000004579 marble Substances 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 description 4
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 4
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- REYJJPSVUYRZGE-UHFFFAOYSA-N Octadecylamine Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCN REYJJPSVUYRZGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003889 chemical engineering Methods 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明涉及一种用溶胶-凝胶法制备介孔二氧化钛粉体和薄膜光催化剂的方法,首先制备前驱体,以钛酸正丁酯为原料,将原料、低碳醇、二乙醇胺例配成溶液,并加入聚乙二醇,得到透明前驱体溶胶,将前驱体溶胶中的溶剂蒸发,干燥后粉碎,煅烧,即形成介孔TiO2光催化剂。本发明的方法制备出的介孔TiO2光催化剂,具有光催化效率高以及高活性等优点,利用该方法制备的介孔粉体和薄膜具有垂直开放的孔结构,有利于光催化反应的进行和活性的提高。PEG是一种很普通的高分子材料,利用该方法可以制备出成本低,工艺简单的介孔TiO2粉体或薄膜光催化剂。
Description
技术领域:
本发明涉及一种用溶胶-凝胶法制备介孔二氧化钛粉体和薄膜光催化剂的方法,属化学化工技术领域。
背景技术:
普通方法制备的纳米TiO2光催化剂,尤其是薄膜光催化剂,由于没有孔结构,其光催化活性相应较弱。现有的制备介孔TiO2粉体和薄膜光催化剂的方法主要有两类:(1)利用十八胺作为模板剂,使用水热合成法制备介孔TiO2粉体光催化剂的方法;(2)利用嵌断共聚物作为模板剂,利用有机钛酸酯或四氯化钛溶胶凝胶法制备介孔TiO2粉体和薄膜的方法;其中在方法(1)中由于采用十八胺作为模板剂,在水热合成后,模板去除十分困难,很容易产生介孔结构的破坏,并且难以制备成薄膜光催化剂。方法(2)制备的介孔光催化剂具有较好的孔结构,但不仅存在模板剂的清除困难还存在模板剂价格贵的问题,难以进行大批量生产。
发明内容:
本发明的目的是研究一种用溶胶-凝胶法制备介孔二氧化钛粉体和薄膜光催化剂的方法,通过控制PEG的分子量和浓度,控制介孔的孔径大小和孔密度,使形成的介孔TiO2具有锐钛矿晶相结构。
本发明提出的用溶胶-凝胶法制备介孔二氧化钛粉体和薄膜光催化剂的方法,包括以下步骤:
1.、制备前驱体
以钛酸正丁酯[Ti(OC4H9)4]为原料,将原料、低碳醇(甲醇、乙醇、丙醇)、二乙醇胺(稳定剂)和水按体积比为:1∶10∶0.125∶0.05625的比例配成溶液,并加入占Ti(OC4H9)4摩尔比为1%~30%分子量为200~4000的聚乙二醇,配制时首先将水和二乙醇胺加入部分醇中混合均匀,另外部分醇用于溶解聚乙二醇,然后再将钛酸正丁酯Ti(OBu)4溶液滴加前混合溶液中,最后加入二乙醇胺醇溶液,这样能得到淡黄色均匀透明的溶液,密闭静置5天胶化得到透明前驱体溶胶。
或将四氯化钛滴加到低碳醇(甲醇、乙醇、丙醇)溶剂中,再将分子量为200~4000的聚乙二醇溶于醇溶剂中,使两者混合均匀,最后得到前驱体溶液,最后的前驱体溶液中,四氯化钛占溶剂的体积比为5%~30%,聚乙二醇占四氯化钛的摩尔比为1%~30%,将前驱体溶液置于饱和水蒸气气氛中充分吸水,形成前驱体溶胶,刚配制所得的溶液均为淡黄色,且随着陈化时间的增加颜色变浅,成为具有一定粘度的透明溶胶。
2.制备介孔二氧化钛光催化剂
将上述前驱体溶胶中的溶剂蒸发,干燥粉碎后,在空气氛条件下进行煅烧,起始升温速率为10℃/分,然后在250~600℃的温度下煅烧0.5~5小时,即形成介孔TiO2粉体光催化剂。
或利用多次旋转镀膜或多次提拉的方法,在基底材料上(玻璃,铝合金,不锈钢)用上述任何一种方法得到的溶胶制备薄膜,每次镀膜厚度不超过100纳米,总厚度为100~500纳米,最后自然干燥的前驱体薄膜样品在空气氛条件下进行煅烧,起始升温速率为10℃/分,然后在250~600℃的温度下煅烧0.5~5小时,即形成介孔TiO2薄膜光催化剂。
本发明的方法制备出的介孔TiO2光催化剂,具有光催化效率高以及高活性等优点,利用该方法制备的介孔粉体和薄膜具有垂直开放的孔结构,有利于光催化反应的进行和活性的提高。PEG是一种很普通的高分子材料,利用该方法可以制备出成本低,工艺简单的介孔TiO2粉体或薄膜光催化剂。
具体实施方式:
实施例一:
以钛酸正丁酯[Ti(OC4H9)4]为原料,将原料、低碳醇(甲醇、乙醇、丙醇)、二乙醇胺和水按1∶10∶0.125∶0.05625的比例配成溶液,并加入占Ti(OC4H9)4摩尔比为2%的PEG200,配制时首先将水和二乙醇胺加入部分醇中混合均匀,另外部分醇用于溶解PEG,然后再将钛酸正丁酯Ti(OBu)4溶液滴加前混合溶液中,最后加入PEG醇溶液,这样能得到淡黄色均匀透明的溶液,密闭静置5天胶化得到透明前驱体溶胶。蒸发溶剂,获得干凝胶,然后在空气氛条件下进行煅烧,起始升温速率为10℃/分,然后在400℃的温度下煅烧2小时,即形成本发明的介孔TiO2粉体光催化剂。
实施例二:
以钛酸正丁酯[Ti(OC4H9)4]为原料,将原料、低碳醇(甲醇、乙醇、丙醇)、二乙醇胺和水按1∶10∶0.125∶0.05625的比例配成溶液,并加入占Ti(OC4H9)4摩尔比为10%的PEG200,配制时首先将水和二乙醇胺加入部分醇中混合均匀,另外部分醇用于溶解PEG,然后再将钛酸正丁酯Ti(OBu)4溶液滴加前混合溶液中,最后加入PEG醇溶液,这样能得到淡黄色均匀透明的溶液,密闭静置5天胶化得到透明前驱体溶胶。蒸发溶剂,获得干凝胶,然后在空气氛条件下进行煅烧,起始升温速率为10℃/分,然后在400℃的温度下煅烧2小时,即形成本发明的介孔TiO2粉体光催化剂。
实施例三:
以钛酸正丁酯[Ti(OC4H9)4]为原料,将原料、低碳醇(甲醇、乙醇、丙醇)、二乙醇胺和水按1∶10∶0.125∶0.05625的比例配成溶液,并加入占Ti(OC4H9)4摩尔比为25%的PEG200,配制时首先将水和二乙醇胺加入部分醇中混合均匀,另外部分醇用于溶解PEG,然后再将钛酸正丁酯Ti(OBu)4溶液滴加前混合溶液中,最后加入PEG醇溶液,这样能得到淡黄色均匀透明的溶液,密闭静置5天胶化得到透明前驱体溶胶。蒸发溶剂,获得干凝胶,然后在空气氛条件下进行煅烧,起始升温速率为10℃/分,然后在400℃的温度下煅烧2小时,即形成本发明的介孔TiO2粉体光催化剂。
实施例四:
以钛酸正丁酯[Ti(OC4H9)4]为原料,将原料、低碳醇(甲醇、乙醇、丙醇)、二乙醇胺和水按1∶100.125∶0.05625的比例配成溶液,并加入占Ti(OC4H9)4摩尔比为8%的PEG400,配制时首先将水和二乙醇胺加入部分醇中混合均匀,另外部分醇用于溶解PEG,然后再将钛酸正丁酯Ti(OBu)4溶液滴加前混合溶液中,最后加入PEG醇溶液,这样能得到淡黄色均匀透明的溶液,密闭静置5天胶化得到透明前驱体溶胶。蒸发溶剂,获得干凝胶,然后在空气氛条件下进行煅烧,起始升温速率为10℃/分,然后在400℃的温度下煅烧2小时,即形成本发明的介孔TiO2粉体光催化剂。
实施例五:
以钛酸正丁酯[Ti(OC4H9)4]为原料,将原料、低碳醇(甲醇、乙醇、丙醇)、二乙醇胺和水按1∶10∶0.125∶0.05625的比例配成溶液,并加入占Ti(OC4H9)4摩尔比为8%的PEG2000,配制时首先将水和二乙醇胺加入部分醇中混合均匀,另外部分醇用于溶解PEG,然后再将钛酸正丁酯Ti(OBu)4溶液滴加前混合溶液中,最后加入PEG醇溶液,这样能得到淡黄色均匀透明的溶液,密闭静置5天胶化得到透明前驱体溶胶。蒸发溶剂,获得干凝胶,然后在空气氛条件下进行煅烧,起始升温速率为10℃/分,然后在400℃的温度下煅烧2小时,即形成本发明的介孔TiO2粉体光催化剂。
实施例六:
以钛酸正丁酯[Ti(OC4H9)4]为原料,将原料、低碳醇(甲醇、乙醇、丙醇)、二乙醇胺和水按1∶10∶0.125∶0.05625的比例配成溶液,并加入占Ti(OC4H9)4摩尔比为8%的PEG400,配制时首先将水和二乙醇胺加入部分醇中混合均匀,另外部分醇用于溶解PEG,然后再将钛酸正丁酯Ti(OBu)4溶液滴加前混合溶液中,最后加入PEG醇溶液,这样能得到淡黄色均匀透明的溶液,密闭静置5天胶化得到透明前驱体溶胶。利用旋转镀膜的方法,在不锈钢基底材料上制备薄膜,共镀膜4次,每次镀膜厚度不超过100纳米,最后自然干燥的前驱体薄膜样品在空气氛条件下进行煅烧,起始升温速率为10℃/分,然后在400℃的温度下煅烧2小时,即形成本发明的介孔TiO2薄膜光催化剂,该介孔薄膜具有很高的光催化活性。
实施例七:
以钛酸正丁酯[Ti(OC4H9)4]为原料,将原料、低碳醇(甲醇、乙醇、丙醇)、二乙醇胺和水按1∶10∶0.125∶0.05625的比例配成溶液,并加入占Ti(OC4H9)4摩尔比为20%的PEG400,配制时首先将水和二乙醇胺加入部分醇中混合均匀,另外部分醇用于溶解PEG,然后再将钛酸正丁酯Ti(OBu)4溶液滴加前混合溶液中,最后加入PEG醇溶液,这样能得到淡黄色均匀透明的溶液,密闭静置5天胶化得到透明前驱体溶胶。利用旋转镀膜的方法,在不锈钢基底材料上制备薄膜,共镀膜4次,每次镀膜厚度不超过100纳米,最后自然干燥的前驱体薄膜样品在空气氛条件下进行煅烧,起始升温速率为10℃/分,然后在400℃的温度下煅烧2小时,即形成本发明的介孔TiO2薄膜光催化剂,该介孔薄膜具有很高的光催化活性。
实施例八:
以钛酸正丁酯[Ti(OC4H9)4]为原料,将原料、低碳醇(甲醇、乙醇、丙醇)、二乙醇胺和水按1∶10∶0.125∶0.05625的比例配成溶液,并加入占Ti(OC4H9)4摩尔比为8%的PEG2000,配制时首先将水和二乙醇胺加入部分醇中混合均匀,另外部分醇用于溶解PEG,然后再将钛酸正丁酯Ti(OBu)4溶液滴加前混合溶液中,最后加入PEG醇溶液,这样能得到淡黄色均匀透明的溶液,密闭静置5天胶化得到透明前驱体溶胶。利用旋转镀膜的方法,在不锈钢基底材料上制备薄膜,共镀膜4次,每次镀膜厚度不超过100纳米,最后自然干燥的前驱体薄膜样品在空气氛条件下进行煅烧,起始升温速率为10℃/分,然后在400℃的温度下煅烧2小时,即形成本发明的介孔TiO2薄膜光催化剂,该介孔薄膜具有很高的光催化活性。
实施例九:
以钛酸正丁酯[Ti(OC4H9)4]为原料,将原料、低碳醇(甲醇、乙醇、丙醇)、二乙醇胺和水按1∶10∶0.125∶0.05625的比例配成溶液,并加入占Ti(OC4H9)4摩尔比为8%的PEG2000,配制时首先将水和二乙醇胺加入部分醇中混合均匀,另外部分醇用于溶解PEG,然后再将钛酸正丁酯Ti(OBu)4溶液滴加前混合溶液中,最后加入PEG醇溶液,这样能得到淡黄色均匀透明的溶液,密闭静置5天胶化得到透明前驱体溶胶。在室温下,将预镀TiO2过渡层的金属丝网浸入上述配制的活性溶胶中,然后以一定速度提拉(20cm/min),离心去掉附着在丝网表面的溶胶,自然干燥,重复该过程,制备4层活性层,厚度控制在400纳米,最后在加热炉中400℃煅烧2小时,形成最终的TiO2薄膜光催化剂,光催化性能评价表明,该催化剂具有很高的催化活性。
实施例十:
以钛酸正丁酯[Ti(OC4H9)4]为原料,将原料、低碳醇(甲醇、乙醇、丙醇)、二乙醇胺和水按1∶10∶0.125∶0.05625的比例配成溶液,并加入占Ti(OC4H9)4摩尔比为8%的PEG2000,配制时首先将水和二乙醇胺加入部分醇中混合均匀,另外部分醇用于溶解PEG,然后再将钛酸正丁酯Ti(OBu)4溶液滴加前混合溶液中,最后加入PEG醇溶液,这样能得到淡黄色均匀透明的溶液,密闭静置5天胶化得到透明前驱体溶胶。在室温下,将预镀TiO2过渡层的玻璃球浸入上述配制的活性溶胶中,然后以一定速度提拉(20cm/min),之后离心去掉附着在颗粒表面的溶胶,自然干燥,重复该过程,制备4层活性层,最后在加热炉中400℃煅烧2小时,最终形成TiO2薄膜光催化剂,光催化性能评价表明,该催化剂具有很高的催化活性。
实施例十一:
将一定量的四氯化钛滴加乙醇中,将一定量的PEG200也先溶于醇中,最后两者混合均匀,其中四氯化钛占溶剂的体积比为10%,PEG占TiCl4摩尔比为8%,将前驱体溶液置于饱和水蒸气气氛中充分吸水,形成前驱体溶胶,刚配制所得的溶液均为淡黄色,且随着陈化时间的增加颜色变浅,成为具有一定粘度的透明溶胶。蒸发溶剂,获得干凝胶,然后在空气氛条件下进行煅烧,起始升温速率为10℃/分,然后在400℃的温度下煅烧2小时,即形成本发明的介孔TiO2粉体光催化剂。
实施例十二:
将一定量的四氯化钛滴加乙醇中,将一定量的PEG200也先溶于醇中,最后两者混合均匀,其中四氯化钛占溶剂的体积比为10%,PEG占TiCl4摩尔比为20%,将前驱体溶液置于饱和水蒸气气氛中充分吸水,形成前驱体溶胶,刚配制所得的溶液均为淡黄色,且随着陈化时间的增加颜色变浅,成为具有一定粘度的透明溶胶。蒸发溶剂,获得干凝胶,然后在空气氛条件下进行煅烧,起始升温速率为10℃/分,然后在400℃的温度下煅烧2小时,即形成本发明的介孔TiO2粉体光催化剂。
实施例十三:
将一定量的四氯化钛滴加乙醇中,将一定量的PEG400也先溶于醇中,最后两者混合均匀,其中四氯化钛占溶剂的体积比为10%,PEG占TiCl4摩尔比为8%,将前驱体溶液置于饱和水蒸气气氛中充分吸水,形成前驱体溶胶,刚配制所得的溶液均为淡黄色,且随着陈化时间的增加颜色变浅,成为具有一定粘度的透明溶胶。蒸发溶剂,获得干凝胶,然后在空气氛条件下进行煅烧,起始升温速率为10℃/分,然后在400℃的温度下煅烧2小时,即形成本发明的介孔TiO2粉体光催化剂。
实施例十四:
将一定量的四氯化钛滴加乙醇中,将一定量的PEG2000也先溶于醇中,最后两者混合均匀,其中四氯化钛占溶剂的体积比为10%,PEG占TiCl4摩尔比为8%,将前驱体溶液置于饱和水蒸气气氛中充分吸水,形成前驱体溶胶,刚配制所得的溶液均为淡黄色,且随着陈化时间的增加颜色变浅,成为具有一定粘度的透明溶胶。蒸发溶剂,获得干凝胶,然后在空气氛条件下进行煅烧,起始升温速率为10℃/分,然后在400℃的温度下煅烧2小时,即形成本发明的介孔TiO2粉体光催化剂。
实施例十五:
将一定量的四氯化钛滴加乙醇中,将一定量的PEG400也先溶于醇中,最后两者混合均匀,其中四氯化钛占溶剂的体积比为10%,PEG占TiCl4摩尔比为8%,将前驱体溶液置于饱和水蒸气气氛中充分吸水,形成前驱体溶胶,刚配制所得的溶液均为淡黄色,且随着陈化时间的增加颜色变浅,成为具有一定粘度的透明溶胶。在室温下,将预镀TiO2过渡层的玻璃球浸入上述配制的活性溶胶中,然后以一定速度提拉(20cm/min),之后离心去掉附着在颗粒表面的溶胶,自然干燥,重复该过程,制备4层活性层,最后在加热炉中400℃煅烧2小时,最终形成TiO2薄膜光催化剂,该催化剂具有很高的催化活性。
实施例十六:
将一定量的四氯化钛滴加乙醇中,将一定量的PEG400也先溶于醇中,最后两者混合均匀,其中四氯化钛占溶剂的体积比为10%,PEG占TiCl4摩尔比为20%,将前驱体溶液置于饱和水蒸气气氛中充分吸水,形成前驱体溶胶,刚配制所得的溶液均为淡黄色,且随着陈化时间的增加颜色变浅,成为具有一定粘度的透明溶胶。在室温下,将预镀TiO2过渡层的玻璃球浸入上述配制的活性溶胶中,然后以一定速度提拉(20cm/min),之后离心去掉附着在颗粒表面的溶胶,自然干燥,重复该过程,制备4层活性层,最后在加热炉中400℃煅烧2小时,最终形成TiO2薄膜光催化剂。
实施例十七:
将一定量的四氯化钛滴加乙醇中,将一定量的PEG2000也先溶于醇中,最后两者混合均匀,其中四氯化钛占溶剂的体积比为10%,PEG占TiCl4摩尔比为8%,将前驱体溶液置于饱和水蒸气气氛中充分吸水,形成前驱体溶胶,刚配制所得的溶液均为淡黄色,且随着陈化时间的增加颜色变浅,成为具有一定粘度的透明溶胶。在室温下,将预镀TiO2过渡层的玻璃球浸入上述配制的活性溶胶中,然后以一定速度提拉(20cm/min),之后离心去掉附着在颗粒表面的溶胶,自然干燥,重复该过程,制备4层活性层,最后在加热炉中400℃煅烧2小时,最终形成TiO2薄膜光催化剂,该催化剂具有很高的催化活性。
实施例十八:
将一定量的四氯化钛滴加乙醇中,将一定量的PEG2000也先溶于醇中,最后两者混合均匀,其中四氯化钛占溶剂的体积比为10%,PEG占TiCl4摩尔比为8%,将前驱体溶液置于饱和水蒸气气氛中充分吸水,形成前驱体溶胶,刚配制所得的溶液均为淡黄色,且随着陈化时间的增加颜色变浅,成为具有一定粘度的透明溶胶。在室温下,将预镀TiO2过渡层的金属丝网浸入上述配制的活性溶胶中,然后以一定速度提拉(20cm/min),离心去掉附着在丝网表面的溶胶,自然干燥,重复该过程,制备4层活性层,厚度控制在400纳米,最后在加热炉中400℃煅烧2小时,形成最终的TiO2薄膜光催化剂,光催化性能评价表明,该催化剂具有很高的催化活性。
Claims (2)
1、—种用溶胶-凝胶法制备介孔二氧化钛粉体光催化剂的方法,包括以下步骤:
(1)制备前驱体
以钛酸正丁酯为原料,将原料、低碳醇、二乙醇胺和水按体积比为:1∶10∶0.125∶0.05625的比例配成溶液,并加入占钛酸正丁酯摩尔比为1%-30%、分子量为200~4000的聚乙二醇,配制时首先将水和二乙醇胺加入部分醇中混合均匀,另外部分醇用于溶解聚乙二醇,然后再将钛酸正丁酯溶液滴加到前混合溶液中,最后加入聚乙二醇的醇溶液,密闭静置胶化后得到透明前驱体溶胶;
或将四氯化钛滴加到低碳醇溶剂中,再将分子量为200~4000的聚乙二醇溶于醇溶剂中,使两者混合均匀,最后得到前驱体溶液,最后的前驱体溶液中,四氯化钛占溶剂的体积比为5%-30%,聚乙二醇占四氯化钛的摩尔比为1%-30%,将前驱体溶液置于饱和水蒸气气氛中充分吸水,形成前驱体溶胶;
(2)制备介孔二氧化钛光催化剂
将上述前驱体溶胶中的溶剂蒸发,干燥粉碎后,在空气氛条件下进行煅烧,起始升温速率为10℃/分,然后在250~600℃的温度下煅烧0.5~5小时,即形成介孔TiO2粉体光催化剂。
2、一种用溶胶-凝胶法制备介孔二氧化钛薄膜光催化剂的方法,包括以下步骤:
(1)制备前驱体
以钛酸正丁酯为原料,将原料、低碳醇、二乙醇胺和水按体积比为1∶10∶0.125∶0.05625的比例配成溶液,并加入占钛酸正丁酯摩尔比为1%-30%、分子量为200~4000的聚乙二醇,配制时首先将水和二乙醇胺加入部分醇中混合均匀,另外部分醇用于溶解聚乙二醇,然后再将钛酸正丁酯溶液滴加到前混合溶液中,最后加入聚乙二醇的醇溶液,密闭静置胶化后得到透明前驱体溶胶;
或将四氯化钛滴加到低碳醇溶剂中,再将分子量为200~4000的聚乙二醇溶于醇溶剂中,使两者混合均匀,最后得到前驱体溶液,最后的前驱体溶液中,四氯化钛占溶剂的体积比为5%-30%,聚乙二醇占四氯化钛的摩尔比为1%-30%,将前驱体溶液置于饱和水蒸气气氛中充分吸水,形成前驱体溶胶;
(2)利用多次旋转镀膜或多次提拉的方法,在基底材料上用上述第一步得到的溶胶制备薄膜,每次镀膜厚度不超过100纳米,总厚度为100~500纳米,最后将自然干燥的前驱体薄膜样品置于空气气氛条件煅烧,起始升温速率为10℃/分,然后在250~600℃的温度下煅烧0.5~5小时,即形成介孔TiO2薄膜光催化剂。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CNB011308966A CN1137771C (zh) | 2001-08-31 | 2001-08-31 | 用溶胶-凝胶法制备介孔二氧化钛粉体和薄膜光催化剂的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CNB011308966A CN1137771C (zh) | 2001-08-31 | 2001-08-31 | 用溶胶-凝胶法制备介孔二氧化钛粉体和薄膜光催化剂的方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN1342517A CN1342517A (zh) | 2002-04-03 |
CN1137771C true CN1137771C (zh) | 2004-02-11 |
Family
ID=4670222
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CNB011308966A Expired - Fee Related CN1137771C (zh) | 2001-08-31 | 2001-08-31 | 用溶胶-凝胶法制备介孔二氧化钛粉体和薄膜光催化剂的方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN1137771C (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100355659C (zh) * | 2006-01-20 | 2007-12-19 | 浙江大学 | 一种制备不开裂二氧化钛膜的方法 |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2838734B1 (fr) * | 2002-04-17 | 2005-04-15 | Saint Gobain | Substrat a revetement auto-nettoyant |
CN1218634C (zh) | 2002-04-30 | 2005-09-14 | 香港中文大学 | 具有高杀菌光活性介孔二氧化钛薄膜的制备方法 |
CN100333830C (zh) * | 2005-04-30 | 2007-08-29 | 东南大学 | 锐钛矿型二氧化钛溶胶的制备方法 |
CN100375650C (zh) * | 2006-04-20 | 2008-03-19 | 华中师范大学 | 低温法制备碳掺杂介孔二氧化钛可见光光催化剂 |
CN100548890C (zh) * | 2007-04-06 | 2009-10-14 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种用于光电池的纳米晶氧化钛胶体制备方法 |
CN101062839B (zh) * | 2007-04-19 | 2010-05-19 | 上海交通大学 | 规整性的宏观取向介孔薄膜的制备方法 |
CN100496708C (zh) * | 2007-05-29 | 2009-06-10 | 景德镇陶瓷学院 | 非水解溶胶-凝胶法制备多孔二氧化钛光催化薄膜的方法 |
CN101348240B (zh) * | 2007-07-18 | 2011-09-21 | 中国科学院过程工程研究所 | 合成纳米晶氧化物粉体的溶胶-溶剂热方法 |
CN101712536B (zh) * | 2009-11-23 | 2012-01-18 | 合肥工业大学 | 一种具有漏斗状或阶梯状结构的超亲水薄膜的制备方法 |
CN102139917B (zh) * | 2010-12-31 | 2012-11-14 | 昆明冶金高等专科学校 | 一种介孔二氧化钛材料的制备方法 |
CN104117347A (zh) * | 2013-04-28 | 2014-10-29 | 浙江高明玻璃有限公司 | 一种改性纳米二氧化钛薄膜的制备方法 |
CN104549196A (zh) * | 2014-12-04 | 2015-04-29 | 常州大学 | 一种镁铝掺杂二氧化钛复合光催化剂制备方法 |
CN105664808B (zh) * | 2016-01-13 | 2021-02-19 | 云南大学 | 一种低温制备稳定纳米锐钛矿型二氧化钛醇相溶胶的方法 |
CN105772054A (zh) * | 2016-04-01 | 2016-07-20 | 中国环境科学研究院 | 去除水中抗性细菌和抗性基因的催化剂及其制备和应用方法 |
CN105948115A (zh) * | 2016-06-25 | 2016-09-21 | 南京信息工程大学 | 一种纳米二氧化钛的制备方法 |
-
2001
- 2001-08-31 CN CNB011308966A patent/CN1137771C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100355659C (zh) * | 2006-01-20 | 2007-12-19 | 浙江大学 | 一种制备不开裂二氧化钛膜的方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN1342517A (zh) | 2002-04-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1137771C (zh) | 用溶胶-凝胶法制备介孔二氧化钛粉体和薄膜光催化剂的方法 | |
KR100374478B1 (ko) | 나노 크기의 아나타제형 이산화티탄 광촉매의 제조방법 및 상기 방법으로 제조된 광촉매 | |
Johari et al. | Comparison on the TiO2 crystalline phases deposited via dip and spin coating using green sol–gel route | |
Xu et al. | Electrospun nanofibers of Bi-doped TiO2 with high photocatalytic activity under visible light irradiation | |
Zhang et al. | Preparation of titania-based catalysts for formaldehyde photocatalytic oxidation from TiCl4 by the sol–gel method | |
CN1314484C (zh) | 柔性基底材料表面负载二氧化钛薄膜光催化剂的制备方法 | |
CN101318128A (zh) | 锐钛矿结构的高光催化活性纳米TiO2的制备方法 | |
CN1834021A (zh) | 一种介孔空心球状二氧化钛粉体的制备方法 | |
CN1686821A (zh) | 二氧化钛介孔分子筛制备方法 | |
JP2005231935A (ja) | 酸化タングステン含有酸化チタンゾル及びその製造方法並びにコーティング剤及び光機能体 | |
CN1119203C (zh) | 金属丝网骨架材料负载纳米晶二氧化钛光催化剂的制备方法 | |
CN1594101A (zh) | 一种制备二氧化钛介孔材料的方法 | |
CN105399138A (zh) | 一种钙钛矿SrTiO3四方纳米颗粒的制备方法及产物 | |
CN1927949A (zh) | 热液法低温制备锐钛矿型二氧化钛分散液的方法 | |
CN1273214C (zh) | 可见光响应型二氧化钛光催化剂的制备方法 | |
CN1594102A (zh) | 一种二氧化钛介孔材料的制备方法 | |
CN1166451C (zh) | 大颗粒表面负载纳米晶二氧化钛光催化剂的制备方法 | |
CN1557540A (zh) | 一种氮掺杂氧化钛介孔光催化材料及其制备方法 | |
JP4253234B2 (ja) | チタニアナノ微結晶集合体、その製造方法、及び光触媒 | |
CN1274412C (zh) | 含Sr纳米晶粒TiO2微球和制备方法及其应用 | |
CN113499765A (zh) | 一种可涂敷于磁性微型机器人表面的复合压电光催化剂及其制备方法和应用 | |
JP4817219B2 (ja) | 可視光を吸収する薄片状酸化チタンの製造方法 | |
CN1286731C (zh) | 尺寸和形貌可控的单分散球形二氧化钛胶体颗粒的制法 | |
CN1289186C (zh) | 以丙三醇为成孔剂的介孔二氧化钛光催化粉体的制备方法 | |
CN1132679C (zh) | 一种纳米TiO2介孔分子筛膜光催化剂的合成方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C19 | Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |