CN1544143A - 镧系稀土离子掺杂TiO2球形光催化剂的制备 - Google Patents
镧系稀土离子掺杂TiO2球形光催化剂的制备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1544143A CN1544143A CNA2003101121842A CN200310112184A CN1544143A CN 1544143 A CN1544143 A CN 1544143A CN A2003101121842 A CNA2003101121842 A CN A2003101121842A CN 200310112184 A CN200310112184 A CN 200310112184A CN 1544143 A CN1544143 A CN 1544143A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- tio2
- spherical
- preparation
- photochemical catalyst
- photocatalyst
- 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.)
- Granted
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims description 11
- -1 rare earth ions Chemical class 0.000 title claims description 4
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 title claims description 4
- 229910052747 lanthanoid Inorganic materials 0.000 title claims description 3
- 150000002602 lanthanoids Chemical class 0.000 title claims description 3
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 15
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 title abstract 4
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 claims abstract description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 17
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 7
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 5
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid Substances OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 4
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 3
- 229910000349 titanium oxysulfate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J titanium tetrachloride Chemical compound Cl[Ti](Cl)(Cl)Cl XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims description 3
- DCKVFVYPWDKYDN-UHFFFAOYSA-L oxygen(2-);titanium(4+);sulfate Chemical group [O-2].[Ti+4].[O-]S([O-])(=O)=O DCKVFVYPWDKYDN-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 229910000348 titanium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 abstract description 2
- 229910021644 lanthanide ion Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 abstract description 2
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 abstract 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 3
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 3
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 2
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- VQEHIYWBGOJJDM-UHFFFAOYSA-H lanthanum(3+);trisulfate Chemical compound [La+3].[La+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O VQEHIYWBGOJJDM-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明属于催化剂的制备，主要是光催化剂的制备方法。光催化方法消除有机污染物具有理想的应用前景，采用球形TiO2，则可保持悬浮态体系充分利用光源的优点，要想大幅度提高TiO2的光催化活性，目前采用TiO2胶体与粉体简单混合的方式制备出纯净的TiO2微球，但以溶胶为原料的制备工艺比较复杂。同时，粉末状的TiO2因为体系中存在的水蒸汽容易板结成块，堵塞反应器，降低反应效率。因此，制备流动性能好的球形光催化剂也十分必要。本发明提供一种镧系离子搀杂的高活性球形TiO2光催化剂的简单制备方本法。
Description
技术领域
本发明属于催化剂的制备，主要是具有可见光活性的光催化剂的制备方法。
背景技术
光催化方法消除有机污染物具有理想的应用前景，但用于水处理时，需解决TiO2粉末催化剂使用后分离和回收的利用难题。目前采用的催化剂固定技术，导致光源利用率降低，反应器设计难度加大。如采用球形TiO2，则可保持悬浮态体系充分利用光源的优点，同时空气搅拌停止后，微球能在重力作用下自然快速沉降而与溶液分离。但是，与粉末相比，由於球形TiO2的分散性仍然降低，因而光催化活性有待进一步提高。要想大幅度提高TiO2的光催化活性，可以考虑将TiO2制备成具有一定粒径的球形颗粒，在空气的搅拌作用下，可以在溶液中保持悬浮壮，当反应完毕停止鼓气时，球形颗粒可以在重力的作用下快速沉降到反应器底部从而方便地实现固液分离。目前已经有中国专利(02112734.4)采用TiO2胶体与粉体简单混合的方式制备出纯净的TiO2微球，但是，该专利没有涉及TiO2微球的任何用途，同时，以溶胶为原料的工艺操作比较复杂。
同时，光催化化方法用于空气净化或废气处理过程中，粉末状的TiO2因为体系中存在的水蒸汽容易板结成块，堵塞反应器，降低反应效率。因此，制备流动性能好的球形光催化剂也十分必要。从改善光催化剂的吸附性能和提高表面光生电子-空穴对的分离能力两方面入手。
另一方面，由于纯二氧化钛吸收光波长在385纳米以下的紫外光，在利用太阳光特别是室内弱光方面受到限制，而且，紫外光产生的臭氧对人体有害，造成二次污染。文献调查表明，表面掺杂改性可以使TiO2光催化剂有较明显的吸收光红移，从而有效利用可见光。
本发明的目的在於：(1)提供一种镧系离子搀杂的高活性球形TiO2光催化剂的简单制备方法。(2)提供这种新型光催化剂的应用方法。
发明内容
本发明的新型光催化剂的制备按以下步骤进行：以0.5-50千克酞盐(硫酸钛、硫酸氧钛、四氯化钛、酞酸酯或偏钛酸)为原料，剧烈搅拌并逐滴加入浓硫酸5-50毫升，再向其中分别加入摩尔分数为0.1-5％一的镧系(镧、铈、或钕)稀土元素的硝酸盐或硫酸盐，和适量1-8倍的水，在工作温度为50-350℃和8-20Hz雾化频率下雾化成形，每分钟1-20℃程序升温至400-1200℃焙烧成2-10小时，得到一种具有良好吸附性能和可见光光催化活性球形TiO2光催化剂。
这种球形光催化剂的优点在于(1)对有机污染物的吸附能力和自身表面的光生电子空穴对的分离能力两方面均有大幅度提高，因而表现出更强的光催化活性。(2)作为水处理用的光催化剂时，既保持悬浮体系便於分散的优点，又具有使用后便于沉降分离、反复使用的优点。(3)用于空气净化或废气处理时，流动性能好，不发生板结。4)具有可见光活性。
附图说明：
图1 球形TiO2的SEM照片；
图2 球形TiO2的XRD图；
实施例1
将硫酸氧钛1.5kg中加入水6kg，剧烈搅拌并逐滴加入浓硫酸10毫升，和摩尔分数为0.1％的硫酸镧，调节喷雾成型机中的雾化温度130℃，雾化成半干的球状物，放置8小时，按10℃/小时的速度升温到650℃，然后保持8小时后，冷却至室温，得T号产品，其形貌特征和晶型分别见附图1和附图2所示。图1可知，所得的TiO2呈规则的球形。由图2可知，样品TiO2主要为锐钛型。
实施例2
将四氯化钛1.5kg中加入水6kg，剧烈搅拌并逐滴加入浓硫酸10毫升，再按摩尔比0.2％、0.8％和1.5％加入鑭、铈、或钕的硫酸盐，调节喷雾成型机中的雾化温度150℃，雾化成半于的球状物，放置8小时，按10℃/小时的速度升温到650℃，然后保持8小时后，冷却至室温，得T-La、T-Ce、T-Nd号产品。
实施例3
将偏钛酸1.5kg中加入水6kg，剧烈搅拌并逐滴加入浓硫酸10毫升，再分别按摩尔比0.2％，0.7％，1.2％，1.6％，5.0％加入适量的镧的硝酸盐，调节喷雾成型机中的雾化温度120℃，雾化成半干的球状物，放置8小时，按10℃/小时的速度升温到650℃，然后保持8小时后，冷却至室温，得TL-0.2、TL-0.7、TL-1.2、TL-1.6、TL-2.0号产品。
Claims (4)
1、一种镧系稀土离子掺杂TiO2球形光催化剂的制备，其特征在于以0.5-50千克酞盐为原料，剧烈搅拌并逐滴加入浓硫酸5-50毫升，再向其中分别加入摩尔分数为0.1-5％的镧系稀土元素盐，和适量1-8倍的水，在一定工作条件下，每分钟1-20℃程序升温至400-1200℃焙烧成2-10小时，得到一种具有良好吸附性能和可见光光催化活性球形光催化剂。
2、根据权利要求1中所述的镧系稀土离子掺杂TiO2球形光催化剂的制备，其特征在于酞盐为硫酸钛、硫酸氧钛、四氯化钛、酞酸酯或偏钛酸。
3、根据权利要求1中所述的镧系稀土离子掺杂TiO2球形光催化剂的制备，其特征在于所述稀土盐为硝酸盐或硫酸盐。
4、根据权利要求1中所述的镧系稀土离子掺杂TiO2球形光催化剂的制备，其特征在于所述工作条件，温度为50-350℃和8-20Hz雾化频率下雾化成形。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200310112184 CN1290610C (zh) | 2003-11-19 | 2003-11-19 | 镧系稀土离子掺杂TiO2球形光催化剂的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200310112184 CN1290610C (zh) | 2003-11-19 | 2003-11-19 | 镧系稀土离子掺杂TiO2球形光催化剂的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1544143A true CN1544143A (zh) | 2004-11-10 |
| CN1290610C CN1290610C (zh) | 2006-12-20 |
Family
ID=34336425
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 200310112184 Expired - Fee Related CN1290610C (zh) | 2003-11-19 | 2003-11-19 | 镧系稀土离子掺杂TiO2球形光催化剂的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1290610C (zh) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104001490A (zh) * | 2014-05-08 | 2014-08-27 | 亿利资源集团有限公司 | 一种用于空气净化器的光触媒组合物及其制备方法 |
| CN104369481A (zh) * | 2014-11-19 | 2015-02-25 | 苏州北开生化设备有限公司 | 一种用于生化设备的多层多效密封垫 |
| CN104525178A (zh) * | 2014-12-24 | 2015-04-22 | 陕西科技大学 | 一种硫和稀土元素掺杂的纳米二氧化钛三元光催化剂的制备工艺 |
| CN105080531A (zh) * | 2015-08-13 | 2015-11-25 | 上海工程技术大学 | 一种掺钕介孔二氧化钛微球光催化剂的制备方法 |
| CN105749899A (zh) * | 2015-12-31 | 2016-07-13 | 镇江高鹏药业有限公司 | 一种水杨酸甲酯生产专用高效催化剂的制备方法 |
| CN106902740A (zh) * | 2017-03-17 | 2017-06-30 | 杨哲 | 一种碱性主表现的活性炭纤维的官能团负载方法 |
| CN106925215A (zh) * | 2017-03-17 | 2017-07-07 | 杨哲 | 一种酸性主表现的活性炭纤维的官能团负载方法 |
-
2003
- 2003-11-19 CN CN 200310112184 patent/CN1290610C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104001490A (zh) * | 2014-05-08 | 2014-08-27 | 亿利资源集团有限公司 | 一种用于空气净化器的光触媒组合物及其制备方法 |
| CN104001490B (zh) * | 2014-05-08 | 2016-04-06 | 亿利资源集团有限公司 | 一种用于空气净化器的光触媒组合物及其制备方法 |
| CN104369481A (zh) * | 2014-11-19 | 2015-02-25 | 苏州北开生化设备有限公司 | 一种用于生化设备的多层多效密封垫 |
| CN104369481B (zh) * | 2014-11-19 | 2016-06-15 | 太仓弘杉环保科技有限公司 | 一种用于生化设备的多层多效密封垫 |
| CN104525178A (zh) * | 2014-12-24 | 2015-04-22 | 陕西科技大学 | 一种硫和稀土元素掺杂的纳米二氧化钛三元光催化剂的制备工艺 |
| CN105080531A (zh) * | 2015-08-13 | 2015-11-25 | 上海工程技术大学 | 一种掺钕介孔二氧化钛微球光催化剂的制备方法 |
| CN105749899A (zh) * | 2015-12-31 | 2016-07-13 | 镇江高鹏药业有限公司 | 一种水杨酸甲酯生产专用高效催化剂的制备方法 |
| CN106902740A (zh) * | 2017-03-17 | 2017-06-30 | 杨哲 | 一种碱性主表现的活性炭纤维的官能团负载方法 |
| CN106925215A (zh) * | 2017-03-17 | 2017-07-07 | 杨哲 | 一种酸性主表现的活性炭纤维的官能团负载方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1290610C (zh) | 2006-12-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5055271B2 (ja) | 光触媒及びその製造方法並びにそれを用いた光触媒コート剤、光触媒分散体、光触媒体 | |
| CN102153318B (zh) | 光催化水泥基材料的制备方法和光催化剂的制备方法 | |
| CN106824247B (zh) | 一种钨酸铋/氮化碳/磷酸铋复合光催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN108970613A (zh) | 一种羟基氧化铁改性的二氧化钛复合光催化剂及其制备方法与应用 | |
| CN105080528A (zh) | 一种预先成型的硅藻土负载TiO2及稀土掺杂TiO2光催化剂的制备方法 | |
| CN103172030A (zh) | 氧化物粉体及其制备方法、催化剂、以及催化剂载体 | |
| CN102380366B (zh) | 铋、硅共掺杂的纳米二氧化钛光催化剂及其制备、应用 | |
| CN101036886A (zh) | 介孔大比表面积二氧化钛和氧化锌的应用 | |
| CN102686311A (zh) | 生产在紫外线和可见光下有活性的包含二氧化钛和二氧化锰的光催化粉末的方法 | |
| CN103084160A (zh) | 一种掺杂ZnO的TiO2碳纳米管空气净化剂材料、制备方法及其用途 | |
| CN103861578A (zh) | 一种稀土掺杂纳米TiO2光触媒乳液 | |
| CN102432063B (zh) | 一种用于功能织物的中性纳米二氧化钛水溶胶的制备方法 | |
| CN103357395B (zh) | 镧系元素掺杂纳米管TiO2复合光催化剂的制备方法及其在VOCs治理中的应用 | |
| CN109650439B (zh) | 大尺寸自组装二氧化钛微球及其制备方法和应用 | |
| CN1290610C (zh) | 镧系稀土离子掺杂TiO2球形光催化剂的制备方法 | |
| CN102764649A (zh) | 一种金属银负载型二氧化钛光催化剂及其制备方法 | |
| CN106311100A (zh) | 一种光催化复合微球的制作方法 | |
| CN102432064B (zh) | 反相微乳液炭吸附四氯化钛水解体系纳米二氧化钛合成的方法 | |
| CN101716501B (zh) | 一种钛酸锌微纳光催化材料及其制备方法 | |
| CN107081148A (zh) | 制备空气净化材料的方法和通过该方法制得的空气净化材料 | |
| CN105562039B (zh) | 一种碲酸钛光催化剂、制备方法及其应用 | |
| CN105214637B (zh) | 一种钛酸硅酸铯光催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN102120611A (zh) | 金红石型纳米二氧化钛制备方法 | |
| CN110314680A (zh) | 常温催化降解甲醛的催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN108906026B (zh) | 基于混合稀土碳酸盐的镧铈共掺杂氧化钛材料及制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20061220 Termination date: 20161119 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |