CN1156336C - 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 - Google Patents

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 Download PDF

Info

Publication number
CN1156336C
CN1156336C CNB021241376A CN02124137A CN1156336C CN 1156336 C CN1156336 C CN 1156336C CN B021241376 A CNB021241376 A CN B021241376A CN 02124137 A CN02124137 A CN 02124137A CN 1156336 C CN1156336 C CN 1156336C
Authority
CN
China
Prior art keywords
ethanol
water
solution
preparation
colloidal sol
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
Application number
CNB021241376A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1394675A (zh
Inventor
朱永法
何俣
喻方
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tsinghua University
Original Assignee
Tsinghua University
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tsinghua University filed Critical Tsinghua University
Priority to CNB021241376A priority Critical patent/CN1156336C/zh
Publication of CN1394675A publication Critical patent/CN1394675A/zh
Priority to EP03763572A priority patent/EP1531930A1/en
Priority to CA002492505A priority patent/CA2492505A1/en
Priority to CNB038164337A priority patent/CN1314484C/zh
Priority to JP2004520286A priority patent/JP2005532894A/ja
Priority to AU2003250736A priority patent/AU2003250736A1/en
Priority to PCT/CN2003/000553 priority patent/WO2004007070A1/en
Priority to US10/520,846 priority patent/US20050239644A1/en
Application granted granted Critical
Publication of CN1156336C publication Critical patent/CN1156336C/zh
Priority to HK05109289A priority patent/HK1077246A1/xx
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/06—Silicon, titanium, zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
    • B01J21/063—Titanium; Oxides or hydroxides thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/8668—Removing organic compounds not provided for in B01D53/8603 - B01D53/8665
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/10—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of rare earths
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B01J35/39—Photocatalytic properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/0009—Use of binding agents; Moulding; Pressing; Powdering; Granulating; Addition of materials ameliorating the mechanical properties of the product catalyst
    • B01J37/0018—Addition of a binding agent or of material, later completely removed among others as result of heat treatment, leaching or washing,(e.g. forming of pores; protective layer, desintegrating by heat)
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0215—Coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/03—Precipitation; Co-precipitation
    • B01J37/031—Precipitation
    • B01J37/033—Using Hydrolysis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/03—Precipitation; Co-precipitation
    • B01J37/036—Precipitation; Co-precipitation to form a gel or a cogel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/80—Type of catalytic reaction
    • B01D2255/802—Photocatalytic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • B01J35/58—Fabrics or filaments
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/08—Heat treatment
    • B01J37/10—Heat treatment in the presence of water, e.g. steam

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

柔性基底表面负载二氧化钛薄膜光催化剂的制备方法，该方法首先以钛酸正丁酯或四氯化钛为前驱体，加入造孔剂制备活性层溶胶，再利用提拉镀膜的方法将活性层溶胶直接涂覆于经清洗的柔性基底载体上，离心甩去多余溶胶，后将负载凝胶的柔性基底放入水热釜中，以水—乙醇为混合溶剂在低温下溶剂热形成纳米晶TiO2薄膜光催化剂。利用本发明的方法制备出的柔性基底材料纳米晶TiO2薄膜光催化剂，具有结合强度高，应用广泛自由，以及光催化效率高等优点，并且由于低温处理，使得可以采取无纺布、织造布、无尘纸类柔性材料作为基底，原料更为价廉易得，工艺简单，因此降低了产品成本，具有很高的实用价值和应用前景。

Description

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
技术领域
本发明涉及一种光催化剂的制备方法，特别涉及一种以柔性材料为基底，在其表面负载二氧化钛薄膜作为光催化剂的制备方法。
背景技术
现有的制备二氧化钛(TiO2)负载型光催化剂的方法主要有三类：(一)利用溶胶凝胶直接在载体表面制备TiO2薄膜并高温煅烧；(二)是利用纳米粉体分散成悬浮液，负载在载体表面的方法，也需要高温煅烧；(三)利用无机和有机胶把纳米光催化剂负载在金属丝网上的方法。其中在方法(一)中由于采用溶胶凝胶法制备的TiO2光催化剂薄膜，为无孔结构，比表面小，活性较差，而且煅烧温度一般在400℃以上，这对于基底材料有一定的耐高温的要求。方法(二)制备的光催化剂由于二次粒子与基底材料的结合很松散，催化剂很容易脱落，其实用化较困难。方法(三)制备的催化剂，由于无机和有机胶对纳米催化剂的包裹作用，光催化效率低，其结合强度也差。此外，有机胶还会出现紫外光分解现象。
上述方法一般均使用片状材料如金属片，玻璃片或玻璃球等作为载体，在光催化剂使用过程中，存在有效受光面积小，流体与光催化剂的接触面积小以及气阻大不适合高空速反应的缺点。此外基底材料扩散进光催化剂内部使催化剂活性降低以及不容易形成活性晶相结构的缺点。目前实用的光催化剂基本采用蜂窝陶瓷作为载体，以克服片状和颗粒状载体在实用化方面的困难，但陶瓷载体存在的问题有：一是价格高，机械强度弱，易破碎；二是钢性结构，很难制备成特殊结构和形状的催化剂组件；三是制备技术复杂，难以制备大面积载体。
本申请人曾以玻璃珠和金属丝网为基底材料，经溶胶凝胶法甩膜后高温煅烧负载中孔TiO2纳米薄膜的专利，申请号分别为01141902.4和01131093.6。这两个专利采用的基底较为普遍易得，价格低廉；光催化剂结合良好，制备简单；实用性强，催化效率高。但是在催化剂的制备过程中，需要350-550℃的温度，不适合无纺布，织造布以及无尘纸类不耐高温的柔性基底材料。
发明内容
本发明的目的是研究一种柔性基底材料负载纳米晶二氧化钛薄膜光催化剂的制备方法，通过柔性材料骨架结构，解决光利用效率，提高光、流体和催化剂的有效作用面积以及应用范围窄等问题。柔性基底取材广泛，廉价易得。并且在催化剂的制备过程中采用溶剂热法，在低温下就可形成活性的TiO2锐钛矿结构，因此可以采用无纺布，织造布以及无尘纸类不耐高温的柔性材料作为基底，成本更低，实用性更强，更具应用前景。
本发明提出的柔性基底负载纳米晶二氧化钛光催化剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备活性层溶胶
以钛酸正丁酯为前驱体，前驱体溶液中各成分的体积比为：钛酸正丁酯∶乙醇∶二乙醇胺∶水＝1∶8～12∶0.1～0.15∶0.05～0.06，四种物质的加入顺序为：首先将水加入乙醇溶液中，再加入二乙醇胺作为稳定剂，然后将钛酸正丁酯溶液滴加到上述混合溶液中，这样能得到淡黄色均匀透明的溶液，最后再在该溶液中加入有机添加剂作为造孔剂，造孔剂为聚乙二醇，造孔剂的加入量与前驱体溶液中乙醇的质量比为：造孔剂∶乙醇＝1％～30％∶1，最佳比为8-15％，密闭静置3～7天进行成胶化，得到具有一定粘度的透明溶胶。
或者活性层溶胶以四氯化钛为前驱体，前驱体溶液中各成分的体积比为：四氯化钛∶乙醇∶水＝1∶8～12∶0.08～0.15，加入顺序为：首先将水加入乙醇溶液中，再滴加四氯化钛形成浅黄色透明溶液，最后在该溶液中加入有机添加剂作为造孔剂，造孔剂为聚乙二醇，造孔剂的加入量与前驱体溶液中乙醇的质量比为：造孔剂∶乙醇＝1％～30％∶1，最佳比为8-15％，密闭静置3～7天进行成胶化，得到具有一定粘度的透明溶胶。
(2)活性光催化剂层的制备
利用提拉镀膜的方法将上述第一步制备的活性层溶胶直接涂覆于经清洗的柔性基底材料上，通过旋转甩去多余的溶胶，可以通过调节溶胶的粘度以及提拉次数来控制薄膜层的厚度。得到的湿凝胶薄膜放入水热釜中，用乙醇-水混合溶剂，乙醇/水的比例为0-100％，在100℃-180℃下使其溶剂热结晶。为了保证TiO2薄膜的均匀性和活性，可以提拉1～4次。
上述乙醇与水混合的最佳比例为20-80％。水热釜中的反应温度为120-140℃。
本发明提供的另一种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，包括如下步骤：
(1)以四氯化钛为前驱体，前驱体溶液中各成分的体积比为：四氯化钛∶乙醇∶水＝1∶8～12∶0.08～0.15，加入顺序为：首先将水加入乙醇溶液中，再滴加四氯化钛形成浅黄色透明溶液，最后在该溶液中加入有机添加剂作为造孔剂，造孔剂为聚乙二醇或十八胺等，造孔剂的加入量与前驱体溶液中乙醇的质量比为：造孔剂∶乙醇＝1％～30％∶1，密闭静置3～7天进行成胶化，得到活性层溶胶；
(2)活性TiO2光催化剂层的制备：
利用提拉镀膜的方法将上述步骤(1)制备的活性层溶胶直接涂覆于经清洗的无纺布，织造布、无尘纸类柔性基底材料上，通过旋转甩去多余的溶胶，得到的湿凝胶薄膜放入水热釜中，用乙醇-水混合溶剂乙醇/水的比例为0-100％，在100℃-180℃下使其溶剂热结晶，然后取出负载后的柔性基底材料，清洗烘干即得到具有高光催化活性的柔性基底负载二氧化钛纳米晶薄膜。
上述乙醇与水混合的最佳比例为20-80％。水热釜中的反应温度为120-140℃。
利用本发明的方法制备出的柔性基底材料纳米晶TiO2光催化剂，具有结合强度高，气阻小，光催化效率高以及高活性等优点。在整个制备方法中，原料价廉，工艺简单，制备温度低，因此有效降低了产品成本，具有很高的实用价值和应用前景。
具体实施方式
本发明中使用的前驱体：四氯化钛、钛酸正丁酯；制孔剂：聚乙二醇；乙醇和二乙醇胺均为市售商品(均为分析纯，市售)
柔性基底材料为无纺布，织造布以及无尘纸类。
实施例一：
(1)活性层溶胶的配制：以四氯化钛为前驱体，前驱体溶液的配比为四氯化钛∶乙醇∶水＝1∶10∶0.12(体积比)。加入顺序：首先将水加入乙醇溶液中，再滴加四氯化钛形成浅黄色透明溶液，最后在该溶液中添加10％PEG400(聚乙二醇，分子量400)，密闭静置3天进行成胶化，得到具有一定粘度的黄色透明溶胶。
(2)在室温下，通过清洗剂清洗无纺布，将该材料浸入上述活性层溶胶中，浸泡1分钟后高速离心去掉附着在无纺布表面的溶胶，自然干燥。然后重新浸入活性层溶胶液中，1分钟后高速离心甩去附着在无纺布表面的溶胶，自然干燥。重复该过程，制备4层活性层。最后将涂附TiO2湿凝胶的无纺布放入水热釜中，以水为溶剂，在水热釜中升温至110度，保温2小时，后取出洗净烘干，形成最终的聚酯纤维材料负载TiO2薄膜光催化剂。电镜研究结果表明该催化剂薄膜具有良好的结合状态。光催化性能评价表明，该催化剂具有很高的催化活性，可以使初始浓度为900ppm的甲醛气体降解到610ppm，反应气流速为160ml/min，反应使用一根8W的紫外灯作为光源，主要波长为254nm。
实施例二：
(1)活性层溶胶的配制：以四氯化钛为前驱体，前驱体溶液的配比为四氯化钛∶乙醇∶水＝1∶12∶0.15(体积比)。加入顺序：首先将水加入乙醇溶液中，再滴加四氯化钛形成浅黄色透明溶液，最后在该溶液中添加15％PEG400，密闭静置5天进行成胶化，得到具有一定粘度的黄色透明溶胶。
(2)在室温下，通过清洗剂清洗无纺布，将该无纺布浸入上述活性层溶胶中，浸泡2min后高速离心去掉附着在无纺布表面的溶胶，自然干燥。然后重新浸入活性层溶胶液中，2min后高速离心甩去附着在无纺布表面的溶胶，自然干燥，制备2层活性层。最后将涂附TiO2湿凝胶的无纺布放入水热釜中，以水-乙醇(体积比1∶1)为溶剂，在水热釜中升温至140度，保温4小时，后取出洗净烘干，形成最终的无纺布负载TiO2薄膜光催化剂。电镜研究结果表明该催化剂薄膜具有良好的结合状态。光催化性能评价表明，该催化剂具有很高的催化活性，可以使初始浓度为900ppm的甲醛气体降解到360ppm，反应气流速为160ml/min，反应使用一根8W的紫外灯作为光源，主要波长为254nm。
实施例三：
(1)活性层溶胶的配制：以钛酸正丁酯为前驱体，前驱体溶液中各成分的体积比为：钛酸正丁酯∶乙醇∶二乙醇胺∶水＝1∶10∶0.12∶0.06，四种物质的加入顺序为：首先将水加入乙醇溶液中，再加入二乙醇胺作为稳定剂，然后将钛酸正丁酯溶液滴加到上述混合溶液中，这样能得到淡黄色均匀透明的溶液，最后再在该溶液中加入20％PEG400作为造孔剂，密闭静置7天进行成胶化，得到具有一定粘度的透明溶胶。
(2)在室温下，通过清洗剂清洗无纺布材料，将该无纺布材料浸入上述活性层溶胶中，浸泡1分钟后高速离心去掉附着在无纺布材料表面的溶胶，自然干燥。然后重新浸入活性层溶胶液中，1分钟后高速离心甩去附着在无纺布材料表面的溶胶，自然干燥。重复该过程，制备3层活性层。最后将涂附TiO2湿凝胶的无纺布材料放入水热釜中，以乙醇为溶剂，在水热釜中升温至130度，保温2小时，后取出洗净烘干，形成最终的无纺布材料负载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，可以使初始浓度为900ppm的甲醛气体降解到450ppm，反应气流速为160ml/min，反应使用一根8W的紫外灯作为光源，主要波长为254nm。
实施例四：
(1)活性层溶胶的配制：以钛酸正丁酯为前驱体，前驱体溶液中各成分的体积比为：钛酸正丁酯∶乙醇∶二乙醇胺∶水＝1∶8∶0.10∶0.05，四种物质的加入顺序为：首先将水加入乙醇溶液中，再加入二乙醇胺作为稳定剂，然后将钛酸正丁酯溶液滴加到上述混合溶液中，这样能得到淡黄色均匀透明的溶液，最后再在该溶液中加入8％PEG400作为造孔剂，密闭静置7天进行成胶化，得到具有一定粘度的透明溶胶。
(2)在室温下，通过清洗剂清洗无尘纸材料，将该无尘纸材料浸入上述活性层溶胶中，浸泡1min后高速离心去掉附着在无尘纸材料表面的溶胶，自然干燥。然后重新浸入活性层溶胶液中，1min后高速离心甩去附着在无尘纸材料表面的溶胶，自然干燥，制备2层活性层。最后将涂附TiO2湿凝胶的无尘纸材料放入水热釜中，以乙醇为溶剂，在水热釜中升温至120度，保温4小时，后取出洗净烘干，形成最终的无尘纸材料负载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，可以使初始浓度为900ppm的甲醛气体降解到560ppm，反应气流速为160ml/min，反应使用一根8W的紫外灯作为光源，主要波长为254nm。
实施例五：
(1)活性层溶胶的配制：以钛酸正丁酯为前驱体，前驱体溶液中各成分的体积比为：钛酸正丁酯∶乙醇∶二乙醇胺∶水＝1∶8∶0.10∶0.05，四种物质的加入顺序为：首先将水加入乙醇溶液中，再加入二乙醇胺作为稳定剂，然后将钛酸正丁酯溶液滴加到上述混合溶液中，这样能得到淡黄色均匀透明的溶液，最后再在该溶液中加入10％PEG400作为造孔剂，密闭静置5天进行成胶化，得到具有一定粘度的透明溶胶。
(2)在室温下，通过清洗剂织造布，将该织造布浸入上述活性层溶胶中，浸泡1分钟后高速离心去掉附着在织造布表面的溶胶，自然干燥。然后重新浸入活性层溶胶液中，1分钟后高速离心甩去附着在织造布表面的溶胶，自然干燥，制备2层活性层。最后将涂附TiO2湿凝胶的织造布放入水热釜中，以乙醇为溶剂，在水热釜中升温至140度，保温3小时，后取出洗净烘干，形成最终的织造布负载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，可以使初始浓度为900ppm的甲醛气体降解到380ppm，反应气流速为160ml/min，反应使用一根8W的紫外灯作为光源，主要波长为254nm。
实施例六：
(1)活性层溶胶的配制：以钛酸正丁酯为前驱体，前驱体溶液中各成分的体积比为：钛酸正丁酯∶乙醇∶二乙醇胺∶水＝1∶8∶0.10∶0.05，四种物质的加入顺序为：首先将水加入乙醇溶液中，再加入二乙醇胺作为稳定剂，然后将钛酸正丁酯溶液滴加到上述混合溶液中，这样能得到淡黄色均匀透明的溶液，最后再在该溶液中加入10％PEG800作为造孔剂，密闭静置5天进行成胶化，得到具有一定粘度的透明溶胶。
(2)在室温下，通过清洗剂织造布，将该织造布浸入上述活性层溶胶中，浸泡1分钟后高速离心去掉附着在织造布表面的溶胶，自然干燥。然后重新浸入活性层溶胶液中，1分钟后高速离心甩去附着在织造布表面的溶胶，自然干燥，制备2层活性层。最后将涂附TiO2湿凝胶的织造布放入水热釜中，以乙醇为溶剂，在水热釜中升温至140度，保温3小时，后取出洗净烘干，形成最终的织造布负载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，可以使初始浓度为1000ppm的甲醛气体降解到100ppm，反应气流速为160ml/min，反应使用一根8W的紫外灯作为光源，主要波长为254nm。

Claims (8)

1.一种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，其特征在于该方法包括以下步骤：
(1)制备活性层溶胶
以钛酸正丁酯为前驱体，按体积比为：钛酸正丁酯∶乙醇∶二乙醇胺∶水＝1∶8～12∶0.1～0.15∶0.05～0.06配成溶液，加入顺序为：首先将水加入乙醇溶液中，再加入二乙醇胺作为稳定剂，然后将钛酸正丁酯溶液滴加到上述混合溶液中，得到淡黄色均匀透明的溶液，最后再在该溶液中加入有机添加剂作为造孔剂，造孔剂为聚乙二醇，造孔剂的加入量与前驱体溶液中乙醇的质量比为：造孔剂∶乙醇＝1％～30％∶1，密闭静置3～7天进行成胶化，得到透明溶胶；
(2)活性TiO2光催化剂层的制备
利用提拉镀膜的方法将上述步骤(1)制备的活性层溶胶直接涂覆于经清洗的无纺布，织造布以及无尘纸类柔性基底材料上，通过旋转甩去多余的溶胶，得到的湿凝胶薄膜放入水热釜中，用乙醇-水溶剂，其中乙醇/水的比例为0～100％，在100℃～180℃下使其溶剂热结晶，然后取出负载后的柔性基底材料，清洗烘干即得到具有高光催化活性的柔性基底负载二氧化钛纳米晶薄膜。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：乙醇与水混合比例为20～80％。
3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：水热釜中的反应温度为120～140℃。
4.按照权利要求1所述底方法，其特征在于：造孔剂∶乙醇＝8～15％∶1。
5.一种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，其特征在于该方法包括以下步骤：
(1)制备活性层溶胶
以四氯化钛为前驱体，前驱体溶液中各成分的体积比为：四氯化钛∶乙醇∶水＝1∶8～12∶0.08～0.15，加入顺序为：首先将水加入乙醇溶液中，再滴加四氯化钛形成浅黄色透明溶液，最后在该溶液中加入有机添加剂作为造孔剂，造孔剂为聚乙二醇，造孔剂的加入量与前驱体溶液中乙醇的质量比为：造孔剂∶乙醇＝1％～30％∶1，密闭静置3～7天进行成胶化，得到活性层溶胶；
(2)活性TiO2光催化剂层的制备：
利用提拉镀膜的方法将上述步骤(1)制备的活性层溶胶直接涂覆于经清洗的无纺布，织造布以及无尘纸类柔性基底材料上，通过旋转甩去多余的溶胶，得到的湿凝胶薄膜放入水热釜中，用乙醇-水溶剂，其中乙醇/水的比例为0～100％，在100℃～180℃下使其溶剂热结晶，然后取出负载后的柔性基底材料，清洗烘干即得到具有高光催化活性的柔性基底负载二氧化钛纳米晶薄膜。
6.按照权利要求5所述的方法，其特征在于：乙醇与水混合比例为20～80％。
7.按照权利要求5所述的方法，其特征在于：水热釜中的反应温度为120-140℃。
8.按照权利要求5所述的方法，其特征在于：造孔剂∶乙醇＝8-15％∶1。
CNB021241376A 2002-07-12 2002-07-12 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 Expired - Fee Related CN1156336C (zh)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB021241376A CN1156336C (zh) 2002-07-12 2002-07-12 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
JP2004520286A JP2005532894A (ja) 2002-07-12 2003-07-11 可撓性基材上に二酸化チタンフィルムを塗布することによって光触媒を製造する方法
CA002492505A CA2492505A1 (en) 2002-07-12 2003-07-11 Method of making photocatalysts by loading titanium dioxide film on flexible substrates
CNB038164337A CN1314484C (zh) 2002-07-12 2003-07-11 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
EP03763572A EP1531930A1 (en) 2002-07-12 2003-07-11 Method of making photocatalysts by loading titanium dioxide film on flexible substrates
AU2003250736A AU2003250736A1 (en) 2002-07-12 2003-07-11 Method of making photocatalysts by loading titanium dioxide film on flexible substrates
PCT/CN2003/000553 WO2004007070A1 (en) 2002-07-12 2003-07-11 Method of making photocatalysts by loading titanium dioxide film on flexible substrates
US10/520,846 US20050239644A1 (en) 2002-07-12 2003-07-11 Method of making photocatalysts by loading titanuim dioxide film on flexible substrates
HK05109289A HK1077246A1 (en) 2002-07-12 2005-10-20 Method of making photocatalysts by loading titanium dioxide film on flexible substrates

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB021241376A CN1156336C (zh) 2002-07-12 2002-07-12 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

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1394675A CN1394675A (zh) 2003-02-05
CN1156336C true CN1156336C (zh) 2004-07-07

Family

ID=4745347

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB021241376A Expired - Fee Related CN1156336C (zh) 2002-07-12 2002-07-12 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
CNB038164337A Expired - Fee Related CN1314484C (zh) 2002-07-12 2003-07-11 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

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB038164337A Expired - Fee Related CN1314484C (zh) 2002-07-12 2003-07-11 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

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20050239644A1 (zh)
EP (1) EP1531930A1 (zh)
JP (1) JP2005532894A (zh)
CN (2) CN1156336C (zh)
AU (1) AU2003250736A1 (zh)
CA (1) CA2492505A1 (zh)
HK (1) HK1077246A1 (zh)
WO (1) WO2004007070A1 (zh)

Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2559161C (en) 2004-03-12 2013-06-11 Alnylam Pharmaceuticals, Inc. Irna agents targeting vegf
JP5192234B2 (ja) 2004-08-10 2013-05-08 アルナイラム ファーマシューティカルズ， インコーポレイテッド 化学修飾オリゴヌクレオチド
CN1330413C (zh) * 2004-09-15 2007-08-08 上海师范大学 TiO2光催化透明薄膜的制备方法
US7521394B2 (en) 2005-12-29 2009-04-21 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Nanoparticles containing titanium oxide
US7901660B2 (en) 2005-12-29 2011-03-08 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Quaternary oxides and catalysts containing quaternary oxides
KR100754396B1 (ko) * 2006-02-16 2007-08-31 삼성전자주식회사 양자점 발광소자 및 그 제조방법
NZ571568A (en) 2006-03-31 2010-11-26 Alnylam Pharmaceuticals Inc Double-stranded RNA molecule compositions and methods for inhibiting expression of Eg5 gene
CN100455276C (zh) * 2006-04-14 2009-01-28 福建医科大学附属协和医院 表面涂覆二氧化钛基纳米薄膜层的人工晶状体的制备方法
CN100402438C (zh) * 2006-09-07 2008-07-16 重庆大学 纳米氧化钛介孔薄膜的制备方法
JP4077495B1 (ja) * 2006-11-10 2008-04-16 ゆかコラボレーション株式会社 酸化チタン粒子分散液の製造方法
CN100427188C (zh) * 2007-02-05 2008-10-22 陕西师范大学 一种在多孔不锈钢基体上制备TiO2陶瓷微滤膜的方法
CA2800928A1 (en) * 2010-06-18 2011-12-22 Dsm Ip Assets B.V. Inorganic oxide coating
CN102020311B (zh) * 2010-12-03 2012-05-02 上海大学 一种具有分级结构纳米TiO2的制备方法
CN102784635A (zh) * 2012-05-25 2012-11-21 北京工业大学 稀土三基色荧光粉废料合成钇掺杂二氧化钛纳米薄膜及工艺
JP2014083504A (ja) * 2012-10-24 2014-05-12 Ohara Inc 光触媒部材及びその製造方法
CN103113767B (zh) * 2013-02-26 2015-09-09 富思特新材料科技发展股份有限公司 具有光催化活性的罩光清漆的制备方法
CN103230812B (zh) * 2013-03-07 2014-12-24 苏州新纶超净技术有限公司 一种光催化空气过滤材料及其制备方法
CN103861467A (zh) * 2013-12-28 2014-06-18 太平洋水处理工程有限公司 一种低温水热法制备强亲水性抗污染复合膜及其应用
CN106283401A (zh) * 2016-08-19 2017-01-04 马鞍山湖滨无纺布科技有限公司 一种具有催化功能、可连续释放负氧离子的无纺布及其制备方法
CN108864463B (zh) * 2017-05-09 2021-01-12 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种自支撑柔性超亲水氧化钛薄膜及其制备方法
US11241671B2 (en) * 2017-09-28 2022-02-08 Sonata Scientific LLC Monolithic composite photocatalysts
CN107935036B (zh) * 2017-11-30 2020-02-07 重庆文理学院 一种致密二氧化钛薄膜的室温成膜制备方法
CN108043383B (zh) * 2017-12-15 2020-07-17 沈阳理工大学 一种光催化陶瓷波纹填料的制备方法
CN108623827A (zh) * 2018-05-07 2018-10-09 亨特瑞（昆山）新材料科技有限公司 一种氯化银抗菌溶胶pet薄膜
CN108704479A (zh) * 2018-07-25 2018-10-26 袁国威 一种植物纤维基纳米二氧化钛薄膜治理空气污染的工艺
CN109248711B (zh) * 2018-10-15 2021-08-13 天津工业大学 一种负载TiO2的PPS光催化膜的制备方法
CN109301069A (zh) * 2018-10-30 2019-02-01 深圳清华大学研究院 太阳电池及其制备方法
CN109603920B (zh) * 2018-12-18 2020-04-07 同济大学 可见光激发的纤维素-TiO2复合光催化剂
CN109772421B (zh) * 2019-03-18 2022-01-04 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 一种提高可见光活性的C、N共掺杂TiO2光催化剂及其制备方法
CN110026170B (zh) * 2019-05-23 2022-07-08 乐山师范学院 一种光催化降解罗丹明B的TiO2光催化剂及其制备方法
CN111945417B (zh) * 2020-08-19 2022-09-27 武汉纺织大学 抗紫外线的负载纳米二氧化钛蚕丝薄膜的制备方法
CN114534990B (zh) * 2022-01-11 2023-03-14 西安理工大学 适用于柔性器件的ito薄膜及其制备方法
CN114471193B (zh) * 2022-03-07 2022-11-25 四川轻化工大学 一种具有耐紫外自清洁的过滤膜及其应用
CN114700091A (zh) * 2022-03-11 2022-07-05 华南理工大学 一种环保型高效甲苯清除剂的制备方法与应用

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4428863A (en) * 1982-07-06 1984-01-31 The Dow Chemical Company Alumina compositions of improved strength useful as catalyst supports
US5354875A (en) * 1993-12-23 1994-10-11 Uop Epoxidation of olefins using a titania-supported titanosilicate
CA2153848C (en) * 1994-07-18 2003-05-13 Motoyuki Tanaka Oxide thin film having quartz crystal structure and process for producing the same
EP0816466B1 (en) * 1995-03-20 2006-05-17 Toto Ltd. Use of material having ultrahydrophilic and photocatalytic surface
CN1081490C (zh) * 1995-06-19 2002-03-27 日本曹达株式会社 载有光催化剂的构件和光催化剂涂敷材料
EP0826633B1 (en) * 1996-08-30 2002-03-13 Showa Denko Kabushiki Kaisha Particles, aqueous dispersion and film of titanium oxide, and preparation thereof
TW406101B (en) * 1997-01-20 2000-09-21 Daikin Inpustries Ltd Filter medium and air filter unit using the same
US6514454B1 (en) * 1998-10-07 2003-02-04 Yazaki Corporation Sol-gel process using porous mold
JP2003507299A (ja) * 1999-08-11 2003-02-25 アクゾ ノーベル ナムローゼ フェンノートシャップ 擬結晶性ベーマイトを製造する方法
AU776770B2 (en) * 1999-12-03 2004-09-23 Kuraray Co., Ltd. Dental or oralogic composition
CN1119203C (zh) * 2001-09-21 2003-08-27 清华大学 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

Also Published As

Publication number Publication date
CN1314484C (zh) 2007-05-09
JP2005532894A (ja) 2005-11-04
US20050239644A1 (en) 2005-10-27
CN1668375A (zh) 2005-09-14
CA2492505A1 (en) 2004-01-22
WO2004007070A1 (en) 2004-01-22
HK1077246A1 (en) 2006-02-10
CN1394675A (zh) 2003-02-05
EP1531930A1 (en) 2005-05-25
AU2003250736A1 (en) 2004-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1156336C (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
Mills et al. Preparation and characterisation of novel thick sol-gel titania film photocatalysts
Otitoju et al. Superhydrophilic (superwetting) surfaces: A review on fabrication and application
Guillard et al. Physicochemical properties and photocatalytic activities of TiO2-films prepared by sol–gel methods
CN100494308C (zh) 表面包覆有TiO2纳米粒子的ZnO纳米线阵列的制备方法
CN102215879A (zh) 基于结构化的三维碳泡沫或碳材料泡沫的光催化剂
CN1699181A (zh) 锐钛矿型二氧化钛溶胶的制备方法
JP2012187520A (ja) 水分解用光触媒固定化物、並びに、水素及び／又は酸素の製造方法
CN101015790A (zh) 可降解有机污染物的二氧化钛微球光催化剂及其制造方法
Zhang et al. TiO2-coated glass hollow fiber membranes: preparation and application for photocatalytic methylene blue removal
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
CN1228267C (zh) 一种纳米二氧化钛自清洁玻璃的低温制备方法
Liu et al. Preparation of hollow ceramic photocatalytic membrane grafted with silicon-doped TiO2 nanorods and conversion of high-concentration NO
Jahromi et al. Effects of pH and polyethylene glycol on surface morphology of TiO2 thin film
CN110280274A (zh) 一种基于TiO2阵列光波导的宽光谱响应光催化材料及其制备方法与应用
WO2010114561A1 (en) Production of tailored metal oxide materials using a reaction sol-gel approach
JP4246943B2 (ja) 光触媒含有多孔性薄膜を有する物品の製造方法
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
Kaneva et al. Microwave-assisted and conventional sol-gel preparation of photocatalytically active ZnO/TiO 2/glass multilayers
CN1104938C (zh) 可光催化净化空气及杀菌的有机基底双层膜及其制法
CN102765887B (zh) 一种具有(NbOx/TiO2)n梯度薄膜的自清洁玻璃及其制备方法
Hattab et al. Photocatalytic degradation of methylene blue by modified nanoparticles titania catalysts
JP2000042366A (ja) Ｎｏｘ ，ｓｏｘ 分解除去材及びその製造方法
Hwang et al. Photoinduced superhydrophilicity in TiO2 thin films modified with WO3
Guo et al. Review on the Superhydrophilic coating of Electric insulator

Legal Events

Date Code Title Description
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
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