CN115770562B - 一种网状二氧化钛光触媒材料、制备方法及其应用和设备 - Google Patents
一种网状二氧化钛光触媒材料、制备方法及其应用和设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115770562B CN115770562B CN202211492894.1A CN202211492894A CN115770562B CN 115770562 B CN115770562 B CN 115770562B CN 202211492894 A CN202211492894 A CN 202211492894A CN 115770562 B CN115770562 B CN 115770562B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- titanium dioxide
- sol
- photocatalyst material
- silicon dioxide
- coating
- 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.)
- Active
Links
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 126
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 title claims abstract description 61
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 title claims abstract description 45
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 44
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 95
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 52
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 52
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 47
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 29
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 29
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 41
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 39
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 38
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 25
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 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 19
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 18
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims description 9
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 claims description 9
- ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N diethanolamine Chemical compound OCCNCCO ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 2
- 238000001782 photodegradation Methods 0.000 claims 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 abstract description 7
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 abstract description 5
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 abstract description 5
- 230000007774 longterm Effects 0.000 abstract description 4
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 abstract description 2
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 abstract description 2
- 230000000607 poisoning effect Effects 0.000 abstract description 2
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 13
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 7
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 6
- IDGUHHHQCWSQLU-UHFFFAOYSA-N ethanol;hydrate Chemical compound O.CCO IDGUHHHQCWSQLU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 description 4
- 229910021426 porous silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001132 ultrasonic dispersion Methods 0.000 description 4
- 239000012876 carrier material Substances 0.000 description 3
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 3
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 3
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 3
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 2
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 210000002381 plasma Anatomy 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 235000009161 Espostoa lanata Nutrition 0.000 description 1
- 240000001624 Espostoa lanata Species 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 1
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 1
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000035800 maturation Effects 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 231100000956 nontoxicity Toxicity 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 description 1
- 239000002574 poison Substances 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 150000003608 titanium Chemical class 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 titanium alkoxide Chemical class 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/30—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies
- Y02W10/37—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies using solar energy
Landscapes
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明公开了一种网状二氧化钛光触媒材料、制备方法及其应用和设备,所述网状二氧化钛光触媒材料,包括金属网,其中,所述金属网表面涂覆二氧化硅涂层,所述二氧化硅涂层上负载二氧化钛涂层。本发明通过在金属网上涂覆二氧化硅涂层,避免了金属离子扩散进光触媒材料,导致光触媒材料中毒的问题,其制备的网状二氧化钛光触媒材料有效避免了粉末状填料在废水、废气处理中易团聚现象的发生,具有较好的长期稳定性。同时,本发明的光触媒材料的损失小,稳定性好,无需频繁更换填料,相比现有技术,成本更低,操作更为简便。
Description
技术领域
本发明属于光催化技术领域,具体为一种网状二氧化钛光触媒材料、制备方法及其应用和设备。
背景技术
光触媒是具备光催化效果的纳米半导体材料的总称,例如TiO2、Fe2O3、SiO2等,其中纳米TiO2具有比表面积大、表面张力大、熔点低、磁性强、光吸收性能好,特别是吸收紫外线的能力强、表面活性大、热导性能好、分散性好等特点,被广泛应用。
但纯净的TiO2光触媒催化效果较差,催化周期较长。因此,如何改性TiO2光触媒,成为近年来科研的重点。
TiO2复合载体材料是近几年为提高TiO2光催化活性而提出的新方法,这种方法主要是利用载体材料吸附性强、比表面积大、无毒以及耐腐蚀性强等优点,以膨润土、硅藻土、新型碳材料等为载体材料组成复合体系。常用的负载方法有粉体烧结法、溶胶凝胶法、沉积法、溅射法、水热法等。其中,粉体烧结法直接采用超声分散等方法把TiO2粉末与一定溶液制成悬浊液并用载体浸渍,沉积一定的TiO2颗粒后干燥焙烧就可简易获得,这种方法可大规模生产且催化剂活性较高,但稳定性与再生性较差。溶胶凝胶法以无机钛盐,或钛醇盐为前躯体,通过外力搅拌在一定介质中水解、缩合形成溶胶,再陈化成凝胶,通过浸渍提拉、旋转涂布或喷涂的方法负载到载体上之后高温焙烧即可获得,虽然操作相对复杂,但反应过程温和、容易控制。沉积法是指通过激光、高温等方法使TiO2成为蒸汽或分散度较高的液相,再在低温下接触载体,并凝结在载体上形成薄膜的一种方法,常压下即可进行,所需设备简单但膜的均匀性较差。溅射法也叫等离子体处理法,气体中的等离子体在电场与磁场的作用下具有很高的速度与能量,这些等离子体轰击TiO2固体的表面,使Ti4+离子脱离TiO2的晶格逸出,转移并沉积到载体表面形成薄膜,但是,由于溅射法需在电场或磁场中操作,所需温度较高,故载体材料对温度要求比较高。
CN108855169A公开了一种用作填料的多孔碳化硅/改性TiO2复合光催化剂制备方法,首先将石墨烯加入到无水乙醇和去离子水中,超声分散处理制得石墨烯溶液A;再将TiO2加入无水乙醇中,超声分散后加入到石墨烯溶液A中,调节溶液pH值,制得溶液B;把多孔碳化硅粉末加入到无水乙醇和去离子水中,超声分散处理后加入到溶液B中,经搅拌形成凝胶;将凝胶转移到反应釜中,在200℃下反应12小时,干燥后经研磨制得粉末状多孔碳化硅/改性TiO2复合光催化剂。该发明利用多孔碳化硅吸附与纳米TiO2光催的协同作用,提高了TiO2光催化效率,但该发明为粉末状填料,在废水、废气处理中极易团聚,导致长期催化效率差。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种网状二氧化钛光触媒材料、制备方法及其应用和设备,通过在金属网上涂覆二氧化硅涂层,避免了金属离子扩散进光触媒材料,导致光触媒材料中毒的问题,其制备的网状二氧化钛光触媒材料有效避免了粉末状填料在废水、废气处理中易团聚现象的发生,具有较好的长期稳定性。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种网状二氧化钛光触媒材料,包括金属网,其中,所述金属网表面涂覆二氧化硅涂层,所述二氧化硅涂层上负载二氧化钛涂层。
优选地,所述二氧化硅涂层由摩尔比1:2:5-30的正硅酸乙酯、水和无水乙醇制备而成。
进一步优选地,所述二氧化硅涂层由摩尔比1:2:16的正硅酸乙酯、水和无水乙醇制备而成。
进一步优选地,所述二氧化硅涂层还包括盐酸,所述盐酸的加入量为正硅酸乙酯摩尔比的1-2%。
优选地,所述二氧化钛涂层由摩尔比1:1:1:30的钛酸四丁酯、二乙醇胺、水和无水乙醇制备而成。
进一步优选地,所述二氧化钛涂层还包括盐酸,所述盐酸的加入量为钛酸四丁酯摩尔比的1-2%。
进一步优选地,所述二氧化钛涂层还包括尿素,所述尿素的加入量为钛酸四丁酯摩尔比的20-40%。
本发明还提供了上述网状二氧化钛光触媒材料的制备方法,包括以下步骤:
S1、涂覆二氧化硅涂层:将金属网放入二氧化硅溶胶中,采用浸渍提拉法在金属网表面形成二氧化硅溶胶,焙烧,得到二氧化硅涂层;
S2、将涂覆二氧化硅涂层的金属网放入二氧化钛溶胶中,采用浸渍提拉法在二氧化硅涂层表面形成二氧化钛溶胶,焙烧,得到所述网状二氧化钛光触媒材料。
优选地,步骤S1中所述二氧化硅溶胶的制备方法为:将正硅酸乙酯和水放入无水乙醇中搅拌1-2小时,形成二氧化硅溶胶。
进一步优选地,所述二氧化硅溶胶的制备方法还包括,加入盐酸,所述盐酸的加入量为正硅酸乙酯摩尔比的1-2%。
优选地,步骤S1中所述焙烧为:400℃下焙烧0.5-1h。
优选地,步骤S2中所述二氧化钛溶胶的制备方法,包括以下步骤:
(1)将钛酸四丁酯、二乙醇胺和水加入无水乙醇中搅拌,形成溶胶;
(2)控制溶胶的温度,并加入盐酸和尿素搅拌,得到二氧化钛溶胶。
进一步优选地,步骤(1)中所述钛酸四丁酯、二乙醇胺、水和无水乙醇的摩尔比为1:1:1:30。
进一步优选地,步骤(2)中所述温度为40±2℃,所述盐酸的加入量为钛酸四丁酯摩尔比的1-2%;所述尿素的加入量为钛酸四丁酯摩尔比的20-40%。
优选地,步骤S2中所述焙烧为:500-600℃下焙烧0.5-2小时。
本发明还提供了上述网状二氧化钛光触媒材料在废水和/或废气处理中的应用。
本发明还提供了一种光催化设备,利用上述网状二氧化钛光触媒材料进行光催化。
本发明的有益效果为:
(1)本发明通过在金属网上涂覆二氧化硅涂层,避免了金属离子扩散进光触媒材料,导致光触媒材料中毒的问题,其制备的网状二氧化钛光触媒材料有效避免了粉末状填料在废水、废气处理中易团聚现象的发生,具有较好的长期稳定性。
(2)本发明的网状二氧化钛光触媒材料的损失小,稳定性好,无需频繁更换填料,相比现有技术,成本更低,操作更为简便。
(3)本发明在溶胶制备过程中添加盐酸,其既可以起到促进生成中间化合物以及加速水解和成熟过程的催化剂作用,又可以起胶溶剂的作用,保持溶胶的稳定。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
在进一步描述本发明具体实施方式之前,应理解,本发明的保护范围不局限于下述特定的具体实施方案;还应当理解,本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案,而不是为了限制本发明的保护范围。
当实施例给出数值范围时,应理解,除非本发明另有说明,每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义,本文中使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同意义。
本发明对所采用原料的来源不作限定,如无特殊说明,本发明所采用的原料均为本技术领域普通市售品。
实施例1
一种网状二氧化钛光触媒材料,包括金属网,其中,所述金属网表面涂覆二氧化硅涂层,所述二氧化硅涂层上负载二氧化钛涂层;
其中,
所述二氧化硅溶胶的制备方法为:按摩尔比1:2:16,将正硅酸乙酯和水放入无水乙醇中搅拌2小时,并加入正硅酸乙酯摩尔比1.5%的盐酸,搅拌,形成二氧化硅溶胶;
所述二氧化钛溶胶的制备方法,包括以下步骤:
(1)按摩尔比为1:1:1:30,将钛酸四丁酯、二乙醇胺和水加入无水乙醇中搅拌,形成溶胶;
(2)控制溶胶的温度为40±2℃,并加入钛酸四丁酯摩尔比1.5%的盐酸和钛酸四丁酯摩尔比30%的尿素搅拌,得到二氧化钛溶胶。
上述网状二氧化钛光触媒材料的制备方法,包括以下步骤:
S1、涂覆二氧化硅涂层:将金属网放入二氧化硅溶胶中,采用浸渍提拉法在金属网表面形成二氧化硅溶胶,400℃下焙烧1h,得到二氧化硅涂层;
S2、将涂覆二氧化硅涂层的金属网放入二氧化钛溶胶中,采用浸渍提拉法在二氧化硅涂层表面形成二氧化钛溶胶,550℃下焙烧2小时,得到所述网状二氧化钛光触媒材料。
实施例2
一种网状二氧化钛光触媒材料,包括金属网,其中,所述金属网表面涂覆二氧化硅涂层,所述二氧化硅涂层上负载二氧化钛涂层;
其中,
所述二氧化硅溶胶的制备方法为:按摩尔比1:2:5,将正硅酸乙酯和水放入无水乙醇中搅拌1-2小时,并加入正硅酸乙酯摩尔比1%的盐酸,搅拌,形成二氧化硅溶胶;
所述二氧化钛溶胶的制备方法,包括以下步骤:
(1)按摩尔比为1:1:1:30,将钛酸四丁酯、二乙醇胺和水加入无水乙醇中搅拌,形成溶胶;
(2)控制溶胶的温度为40±2℃,并加入钛酸四丁酯摩尔比1%的盐酸和钛酸四丁酯摩尔比20%的尿素搅拌,得到二氧化钛溶胶。
上述网状二氧化钛光触媒材料的制备方法,包括以下步骤:
S1、涂覆二氧化硅涂层:将金属网放入二氧化硅溶胶中,采用浸渍提拉法在金属网表面形成二氧化硅溶胶,400℃下焙烧1h,得到二氧化硅涂层;
S2、将涂覆二氧化硅涂层的金属网放入二氧化钛溶胶中,采用浸渍提拉法在二氧化硅涂层表面形成二氧化钛溶胶,600℃下焙烧1小时,得到所述网状二氧化钛光触媒材料。
实施例3
一种网状二氧化钛光触媒材料,包括金属网,其中,所述金属网表面涂覆二氧化硅涂层,所述二氧化硅涂层上负载二氧化钛涂层;
其中,
所述二氧化硅溶胶的制备方法为:按摩尔比1:2:30,将正硅酸乙酯和水放入无水乙醇中搅拌1-2小时,并加入正硅酸乙酯摩尔比2%的盐酸,搅拌,形成二氧化硅溶胶;
所述二氧化钛溶胶的制备方法,包括以下步骤:
(1)按摩尔比为1:1:1:30,将钛酸四丁酯、二乙醇胺和水加入无水乙醇中搅拌,形成溶胶;
(2)控制溶胶的温度为40±2℃,并加入钛酸四丁酯摩尔比2%的盐酸和钛酸四丁酯摩尔比40%的尿素搅拌,得到二氧化钛溶胶。
上述网状二氧化钛光触媒材料的制备方法,包括以下步骤:
S1、涂覆二氧化硅涂层:将金属网放入二氧化硅溶胶中,采用浸渍提拉法在金属网表面形成二氧化硅溶胶,400℃下焙烧0.5h,得到二氧化硅涂层;
S2、将涂覆二氧化硅涂层的金属网放入二氧化钛溶胶中,采用浸渍提拉法在二氧化硅涂层表面形成二氧化钛溶胶,500℃下焙烧2小时,得到所述网状二氧化钛光触媒材料。
对比例1
本对比例与实施例1的区别在于,二氧化硅溶胶中正硅酸乙酯、水和无水乙醇的摩尔比为1:2:4。
对比例2
本对比例与实施例1的区别在于,二氧化硅溶胶中正硅酸乙酯、水和无水乙醇的摩尔比为1:2:32。
一、甲醛降解性能测试
在体积为0.5m3的透明PVC容器(1m*1m*0.5m)中,放入1张尺寸0.3m*0.3m的网状光触媒材料,并放入沾有甲醛的棉球,密闭。通过气体采样针对容器内气体进行采样,测试其初始甲醛浓度,在紫外灯(30W)照射48h后,再次对容器内气体进行采样,测试其甲醛浓度。计算甲醛的降解率,结果如表1所示。
表1甲醛降解率
可见,本发明实施例1-3制备的网状二氧化钛光触媒材料具有较好的光催化效率,可以快速降解甲醛。对比例1由于无水乙醇用量过少,得到的二氧化硅熔胶黏度较高,镀膜较厚,焙烧过程中涂层容易脱落,导致制备的网状二氧化钛光触媒材料的光催化活性较低;对比例2由于无水乙醇用量过多,得到的二氧化硅溶胶的黏度低,涂层薄,无法完全对金属网与二氧化钛进行隔离,导致制备的网状二氧化钛光触媒材料的光催化活性降低。
二、重复使用效果
将网状二氧化钛光触媒材料,经过5次重复使用处理含甲醛的气体(甲醛含量均为0.40mg/m3,每次30W紫外灯照射48h),测定第6次重复处理时的甲醛降解率。结果如表2所示。
表2网状二氧化钛光触媒材料重复第6次的甲醛降解率
由表2可知,本发明的网状二氧化钛光触媒材料在重复使用第6次时,甲醛降解率波动较小,依然维持在较高水平,表明本发明制备的网状二氧化钛光触媒材料的重复利用性好,具有较好的稳定性。
以上是结合具体实施例对本发明进一步的描述,但这些实施例仅仅是范例性的,并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是,在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换,但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
Claims (1)
1.一种网状二氧化钛光触媒材料在用于光降解甲醛中的应用,其特征在于,所述网状二氧化钛光触媒材料,包括金属网,其中,所述金属网表面涂覆二氧化硅涂层,所述二氧化硅涂层上负载二氧化钛涂层;
所述网状二氧化钛光触媒材料的制备方法,包括以下步骤:
S1、涂覆二氧化硅涂层:将金属网放入二氧化硅溶胶中,采用浸渍提拉法在金属网表面形成二氧化硅溶胶,焙烧,得到二氧化硅涂层;
S2、将涂覆二氧化硅涂层的金属网放入二氧化钛溶胶中,采用浸渍提拉法在二氧化硅涂层表面形成二氧化钛溶胶,焙烧,得到所述网状二氧化钛光触媒材料;
步骤S1中所述二氧化硅溶胶的制备方法为:将正硅酸乙酯和水放入无水乙醇中搅拌1-2小时,加入盐酸,搅拌,形成二氧化硅溶胶;
所述盐酸的加入量为正硅酸乙酯摩尔比的1-2%,所述正硅酸乙酯、水和无水乙醇的摩尔比1:2:5-30;
步骤S2中所述二氧化钛溶胶的制备方法,包括以下步骤:
(1)将钛酸四丁酯、二乙醇胺和水加入无水乙醇中搅拌,形成溶胶;
(2)控制溶胶的温度为40±2℃,并加入盐酸和尿素搅拌,得到二氧化钛溶胶;
所述钛酸四丁酯、二乙醇胺、水和无水乙醇的摩尔比1:1:1:30;
所述盐酸的加入量为钛酸四丁酯摩尔比的1-2%;所述尿素的加入量为钛酸四丁酯摩尔比的20-40%。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211492894.1A CN115770562B (zh) | 2022-11-25 | 2022-11-25 | 一种网状二氧化钛光触媒材料、制备方法及其应用和设备 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211492894.1A CN115770562B (zh) | 2022-11-25 | 2022-11-25 | 一种网状二氧化钛光触媒材料、制备方法及其应用和设备 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115770562A CN115770562A (zh) | 2023-03-10 |
CN115770562B true CN115770562B (zh) | 2024-04-02 |
Family
ID=85390312
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202211492894.1A Active CN115770562B (zh) | 2022-11-25 | 2022-11-25 | 一种网状二氧化钛光触媒材料、制备方法及其应用和设备 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115770562B (zh) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101088606A (zh) * | 2006-06-12 | 2007-12-19 | 中国科学院理化技术研究所 | 纳米二氧化钛/二氧化硅复合光催化溶胶的制备方法及透明光催化膜 |
CN102019176A (zh) * | 2010-12-16 | 2011-04-20 | 海宁安捷复合材料有限责任公司 | 一种用玄武岩纤维负载的TiO2光催化膜的制备方法 |
CN102786088A (zh) * | 2012-09-05 | 2012-11-21 | 中国工程物理研究院核物理与化学研究所 | 一种纳米二氧化钛化合物的制备方法 |
CN103127934A (zh) * | 2011-12-01 | 2013-06-05 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | 一种金属网固载二氧化钛光催化剂及制备方法 |
CN104587994A (zh) * | 2015-01-07 | 2015-05-06 | 四川师范大学 | 一种TiO2薄膜的制备方法 |
-
2022
- 2022-11-25 CN CN202211492894.1A patent/CN115770562B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101088606A (zh) * | 2006-06-12 | 2007-12-19 | 中国科学院理化技术研究所 | 纳米二氧化钛/二氧化硅复合光催化溶胶的制备方法及透明光催化膜 |
CN102019176A (zh) * | 2010-12-16 | 2011-04-20 | 海宁安捷复合材料有限责任公司 | 一种用玄武岩纤维负载的TiO2光催化膜的制备方法 |
CN103127934A (zh) * | 2011-12-01 | 2013-06-05 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | 一种金属网固载二氧化钛光催化剂及制备方法 |
CN102786088A (zh) * | 2012-09-05 | 2012-11-21 | 中国工程物理研究院核物理与化学研究所 | 一种纳米二氧化钛化合物的制备方法 |
CN104587994A (zh) * | 2015-01-07 | 2015-05-06 | 四川师范大学 | 一种TiO2薄膜的制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
SiO2/TiO2复合薄膜光催化性能的研究;郭子斌等;《材料工程》(第第12期期);第38-40页及第45页 * |
邹建新,周兰花,彭富昌编著.《钒钛功能材料》.北京:冶金工业出版社,2019,第169页. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN115770562A (zh) | 2023-03-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4335446B2 (ja) | 酸化チタンゾル、薄膜およびそれらの製造法 | |
JP3559892B2 (ja) | 光触媒皮膜およびその形成方法 | |
CN112142027B (zh) | 一种纳米层状磷酸锆及其载银磷酸锆的制备方法 | |
KR101265781B1 (ko) | 결정질 이산화티타늄 코어-비정질 이산화티타늄 쉘 형태의 이산화티타늄 광촉매, 그 제조방법 및 상기 이산화티타늄 광촉매를 포함한 친수성 코팅제 | |
CN110975866B (zh) | 负载贵金属和非金属纳米二氧化钛的制备方法、光触媒水性涂料及其制备方法 | |
CN105964283A (zh) | 一种微纳结构光催化涂层及其制备方法 | |
CN1970149A (zh) | 硅藻土微粒负载纳米TiO2的制备方法 | |
CN101518730A (zh) | 一种复合纳米二氧化钛光催化材料及制备方法 | |
CN102744049A (zh) | 一种在氧化铝泡沫陶瓷上制备TiO2 薄膜的工艺 | |
CN104226287A (zh) | 纳米二氧化钛光催化剂薄膜的制备工艺 | |
JP5212353B2 (ja) | 可視光応答型酸化チタン系微粒子分散液およびその製造方法 | |
CN110237844B (zh) | 一种负载纳米二氧化钛的泡沫镍及其制备方法和应用 | |
CN102553562B (zh) | 多重改性复合光催化剂及其制备方法 | |
CN104785232A (zh) | 陶瓷负载高活性纳米二氧化钛薄膜的低温制备方法 | |
CN115770562B (zh) | 一种网状二氧化钛光触媒材料、制备方法及其应用和设备 | |
JP4163374B2 (ja) | 光触媒膜 | |
CN109967061B (zh) | 在二氧化钛微晶表面选择性沉积同质纳米颗粒提升光催化活性的方法 | |
JP2011136297A (ja) | 可視光応答型酸化チタン系微粒子分散液およびその製造方法 | |
CN115845890B (zh) | 一种网状光触媒材料、制备方法及其应用和设备 | |
CN111135839A (zh) | 一种氧化铁改性凹凸棒石/钼酸铋复合光催化剂及其制备方法和应用 | |
CN114950484B (zh) | 一种可见光下光催化的Janus硫化镉异质结的制备方法与应用 | |
CN110743522A (zh) | 一种高指数晶面二氧化钛纳米催化剂及其制备方法 | |
CN107376951B (zh) | 一种太阳光催化多孔玻璃及其制备方法 | |
CN107670656B (zh) | 一种光催化剂负载方法 | |
JP2003299965A (ja) | 光触媒材料とその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |