專利名稱：一種提高納米二氧化鈦光催化性能的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種提高二氧化鈦光催化性能的方法。
背景技術(shù)：
納米二氧化鈦由于獨(dú)特的光催化特性，在空氣凈化處理中有著十分廣泛的應(yīng)用前景。但Ti02帶隙較寬(3. &V)，只能響應(yīng)波長(zhǎng)小于400nm的紫外光，大大影響了光能利用效率，加之光生電廣和光生空穴易于復(fù)合，光量廣效率低，嚴(yán)重制約了 Ti02光催化效應(yīng)的實(shí)際應(yīng)用效率。另外，污染物濃度大小直接影響納米二氧化鈦光催化凈化效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種提高二氧化鈦光催化性能的方法。本發(fā)明通過(guò)如下方法實(shí)現(xiàn)通過(guò)將C元素?fù)诫s到Ti02中，對(duì)納米Ti02進(jìn)行摻雜改性，提高Ti02光催化活性，擴(kuò)大二氧化鈦的比面積，抑制高溫下Ti02晶型的轉(zhuǎn)變，使其在更大范圍光波段下可產(chǎn)生光催化響應(yīng)。同時(shí)，利用活性炭作為納米Ti02的負(fù)載體，利用活性碳的吸附性，使各種污染物快速富集，為T(mén)W2光催化劑提供一個(gè)較高污染物濃度的環(huán)境，提高凈化效率。l、Ti02-C前驅(qū)體漿液的制備方法將4 7%硫酸鈦(Ti0S04 )與0. 0. 4% 四丁基氫氧化銨(C16H37N0)水解，加入適量的分散劑、穩(wěn)定劑于水中；采用SFJ-400型高速分散機(jī)，以3000r / min的轉(zhuǎn)速高速攪拌lh，用氨水調(diào)節(jié)pH值至9 10，超聲分散15min。 再以3000r / min轉(zhuǎn)速攪拌20min之后，調(diào)節(jié)pH值9 10，將涂料調(diào)至合適粘度(粘度計(jì)為60 80s)，再充分?jǐn)嚢?1 OOOr / min) 30min，均勻后即成涂料產(chǎn)品。2、Ti02_C以活性炭為載體的負(fù)載方法活性炭層厚度約lm。光催化劑負(fù)載在活性炭粉末顆粒上形成最外層的催化劑層，將預(yù)制好的Ti02-C前驅(qū)體漿液用浸漬法負(fù)載。浸涂 3次，每次浸涂后均維持在100°C 300°C，真空條件下烘干4h。以活性炭為載體的Ti02-C 光催化劑負(fù)載成功。3、將支承體、活性炭和Ti02_C光催化劑構(gòu)造成具有直通孔的多層結(jié)構(gòu)的蜂窩狀整體式凈化網(wǎng)，其最內(nèi)層采用耐水牛皮紙作為支撐體。構(gòu)成六角蜂窩狀孔，六角形邊長(zhǎng)為 1mm。六角蜂窩作為光和氣體的直通孔道。在支承體上粘接活性炭形成吸附層。以聚丙烯酸丁酯乳為膠膠粘劑，所用的活性炭是60 400目間的高碘值粉炭如椰殼炭、果殼炭等，擔(dān)載時(shí)要形成均勻活性炭層。采用本發(fā)明方法，由于原料價(jià)格低廉，使得生產(chǎn)成本降低。通過(guò)Ti02與C的摻和， 提高了 Ti02的催化性能，擴(kuò)展了反應(yīng)的波長(zhǎng)范圍，使Ti02的比表面積達(dá)到了 140 180 m2/g,同時(shí)利用活性炭的吸附特性，提高污染物濃度，為催化反應(yīng)提供了良好的外部反應(yīng)條件，綜上各種方法協(xié)同作用，大大提高了二氧化鈦光催化凈化效率，具有良好的市場(chǎng)前景和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
具體實(shí)施例方式Ti02_C前驅(qū)體漿液的制備分別將4%和7%硫酸鈦(Ti0S04 )與0. 和0. 4% 四丁基氫氧化銨(C16H37N0)水解，加入適量的分散劑、穩(wěn)定劑于水中；采用SFJ-400型高速分散機(jī)，以3000r / min的轉(zhuǎn)速高速攪拌lh，用氨水調(diào)節(jié)pH值至9 10，超聲分散15min。 再以3000r / min轉(zhuǎn)速攪拌20min之后，調(diào)節(jié)pH值9 10，將涂料調(diào)至合適粘度(粘度計(jì)為60 80s)，再充分?jǐn)嚢?1 OOOr / min) 30min，均勻后即成涂料產(chǎn)品。T102-C以活性炭為載體的負(fù)載活性炭層厚度約lm，光催化劑負(fù)載在活性炭粉末顆粒上形成最外層的催化劑層，將預(yù)制好的Ti02-C前驅(qū)體漿液用浸漬法負(fù)載。浸涂3次， 每次浸涂后均維持在100°C 300°C，真空條件下烘干4h。以活性炭為載體的Ti02-C光催化劑負(fù)載成功。將支承體、活性炭和Ti02-c光催化劑構(gòu)造成具有直通孔的多層結(jié)構(gòu)的蜂窩狀整體式凈化網(wǎng)，其最內(nèi)層采用耐水牛皮紙作為支撐體。構(gòu)成六角蜂窩狀孔，六角形邊長(zhǎng)為1mm。 六角蜂窩作為光和氣體的直通孔道。在支承體上粘接活性炭形成吸附層。以聚丙烯酸丁酯乳為膠膠粘劑，所用的活性炭是60 400目間的高碘值粉炭如椰殼炭、果殼炭等，擔(dān)載時(shí)要形成均勻活性炭層。
權(quán)利要求
1.一種提高納米二氧化鈦光催化性能的方法，其特征在于將C元素?fù)诫s到Ti02中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于該方法包括如下步驟(1)Ti02-C前驅(qū)體漿液的制備；(2)Ti02-C以活性炭為載體的負(fù)載；(3)將支承體、活性炭和Ti02-C光催化劑構(gòu)造成具有直通孔的多層結(jié)構(gòu)的蜂窩狀整體式凈化網(wǎng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于步驟(1)的方法如下將4 7%硫酸鈦與0. 1 % 0. 4%四丁基氫氧化銨水解，加入適量的分散劑、穩(wěn)定劑于水中；采用SFJ-400型高速分散機(jī)，以3000r / min的轉(zhuǎn)速高速攪拌lh，用氨水調(diào)節(jié)pH值至9 10，超聲分散15min ；再以3000r / min轉(zhuǎn)速攪拌20min之后，調(diào)節(jié)pH值9 10，將涂料調(diào)至粘度60 80s， 再在1 OOOr / min條件下充分?jǐn)嚢?0min，均勻后即成涂料產(chǎn)品。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于步驟(2)的方法如下光催化劑負(fù)載在活性炭粉末顆粒上形成最外層的催化劑層，將預(yù)制好的Ti02-C前驅(qū)體漿液用浸漬法負(fù)載，浸涂3次，每次浸涂后均維持在100°C 300°C，真空條件下烘干4h。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于步驟(3)的方法如下在支承體上粘接活性炭形成吸附層，以聚丙烯酸丁酯乳為膠膠粘劑，所用的活性炭是 60 400目間的高碘值粉炭，擔(dān)載時(shí)形成均勻活性炭層。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種提高納米二氧化鈦光催化性能的方法，通過(guò)將4～7％硫酸鈦(TiOSO4)與0.1％～0.4％四丁基氫氧化銨(C16H37N0)水解，對(duì)納米TiO2進(jìn)行摻雜改性，制成TiO2-C，高TiO2光催化活性，擴(kuò)大二氧化鈦的比面積，抑制高溫下TiO2晶型的轉(zhuǎn)變，使其在更大范圍光波段下可產(chǎn)生光催化響應(yīng)。同時(shí)，利用活性炭作為納米Ti02的負(fù)載體，利用活性碳的吸附性，使各種污染物快速富集，為T(mén)IO2光催化劑提供一個(gè)較高污染物濃度的環(huán)境，提高凈化效率。
文檔編號(hào)B01D53/86GK102441372SQ20111032856
公開(kāi)日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2011年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月26日
發(fā)明者馮國(guó)會(huì), 李慧星 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)建筑大學(xué)