本发明专利技术涉及生产TiO2材料的方法，包括：‑预先混合钛醇盐与酸；‑把水、分相器和氮源加入混合物中，从而得到TiO2凝胶；‑用异丙醇冲洗TiO2凝胶；‑干燥并煅烧TiO2凝胶，以生产材料。本发明专利技术还涉及到一种TiO2材料，所述TiO2材料在可见光谱中呈现吸收率，尤其是，在500纳米的光吸收比在400纳米的光吸收高50％，还涉及到把所述TiO2材料用作光催化剂，以便在可见光谱的辐射下降解空气或水中的污染物，并把水解离为氢气的用途。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术特别涉及的
是能够用作由可见光谱中的辐射激活的光催化剂的材料，更具体而言，是可以用作由可见光谱中的辐射激活的光催化剂的二氧化钛(TiO2)材料，尤其是用于降解空气和水中的污染物或者用于水解离，还涉及到其制造工艺。现有技术现有技术表明，实现较高转化程度(也就是，转化的反应物的量与在指定体积和指定时间存在的反应物总量之间的比率)需要开发用作具有良好和可控组分的以及特定形态的催化剂的纳米结构材料。关于TiO2光催化剂，在可获得的最佳结果中，可能提及的是包含在钛板上生长的TiO2纳米管的催化剂。这些光催化剂能被可见光谱中的辐射激活。尽管这些光催化剂在气相中非常有效，但是由于沉积在板上的纳米管不稳定性，在液相中使用无法达到预期效果。对其它TiO2光催化剂也进行了研究。尤其是，德固赛(Degussa)P25TiO2用作一种参照TiO2光催化剂。这种光催化剂证明在紫外辐射下有效。但是，其吸收可见光的能力差强人意。为了提高TiO2光催化剂的吸光能力，添加了贵金属粒子，比如铂、钯、金和银。G.C.Silva等人发表于《J.Am.Chem.Soc.》2011年第113期，第595-602页，的文献《Influence of Excitation Wavelength(UV or Visible Light)on the Photocatalytic Activity of Titania Containing Gold Nanoparticles for the Generation of Hydrogen or Oxygen from Water》(激发波长(紫外光或可见光)对于用于从水生成氢气或氧气的含有金纳米粒子的二氧化钛的光催化活性的影响)，以及J.J.Chen等人发表于《J.Phys.Chem.C》2011年第115-210页的文献《Plasmonic Photocatalyst for H2 Evolution in Photocatalytic Water Splitting》(用于在光催化分解水中的制氢的等离子光催化剂)，描述了用于水解离的多孔TiO2/金光催化剂的合成方法。这些材料是纳米量级的，由含有直径为2纳米至4纳米的金粒子以及直径为20纳米至30纳米的“P25”TiO2粒子构成。这些材料的吸收能力在紫外区域较强，尤其是在300纳米，但是在400纳米为零，在500纳米至600纳米区域非常低。S.Sakthivel等人发表于《Water Research》2004年第38期，第3001-3008页的文献《Enhancement of photocatalytic activity by metal deposition:characterisation and photonic efficiency of Pt,Au and Pd deposited on TiO2catalyst》(通过金属沉积提高光催化活性：沉积在TiO2催化剂上的Pt、Au和Pd的特性描述及光子效率描述了合成TiO2光催化剂的方法)记载了所述合成TiO2光催化剂的方法，该光催化剂呈现出沉积在其表面的铂、金或钯，用于在紫外辐射下分解有机染料，尤其是酸性绿16(Acid Green 16)。该材料呈现出比400纳米大的处于500纳米的吸收性。M.M.Mohamed等人发表于《Microporous and Mesoporous Materials》第142(2011)期，第130至138页的文章《Preparation and characterisation of nano-silver/mesoporous titania photocatalysts for herbicide degradation》(用于分解除草剂的纳米银/多孔二氧化钛的光催化剂的制备与特性描述)，以及D.V.Sojic等人发表于《J.Harzardous Materials》第179(2010)期，第49至56页的《Photocatalytic degradation of selected herbicides in aqueous suspensions of doped titania under visible light irradiation》(在可见光照射下掺杂二氧化钛的水性悬液中的所选除草剂的光催化降解)描述了合成用于在水中分解除草剂的TiO2材料。这些材料另外还包括银、铁或氮。TiO2/银材料是由聚氧乙烯十二烷基醚(POL)、AgNO3和Ti(OiPr)4合成的，并且具有直径为15至25纳米的纳米粒子的形式。没有给出这种材料在可见光中的吸收性。TiO2/Fe材料是由FeCl3(三氯化钛(III))和TiCl4(四氯化钛)合成的。它具有直径为5至7纳米的纳米粒子的形式。这种材料在500纳米的反射率几乎为100％，对应于F(R)(库贝尔卡-芒克Kubelka-Munk)吸收率为0。TiO2/氮材料是由Ti(OH)4(氢氧化钛)和尿素合成的。它具有直径为6至8纳米的纳米粒子的形式，其在400纳米的反射率约为40％，对应于F(R)(库贝尔卡-芒克)吸收率为0.44，在500纳米的反射比约为90％，对应于F(R)(库贝尔卡-芒克)吸收率为0.005，也就是说在500纳米的光吸收率是在400纳米的光吸收率的1％。J.Senthilnathan等人发表于《化学工程期刊》第161(2010)期，第83至92页的文章《Photocatalytic degradation of lindane under UV and visible light using N-doped TiO2》(利用N-掺杂TiO2在紫外光和可见光下光催化降解林丹)描述了合成用于降解农药的掺杂氮的TiO2材料。这种材料是在酸性环境中通过在EtOH和N(CH2CH3)3(三乙胺)中的Ti(OiPr)4得到的。其具有大小在29至71纳米之间的纳米粒子的形式。文献CN102744059描述了合成由TiO2和银制成的用于净化湖水、海水、污水和工业废水的多孔光催化剂的方法。因此，其中某些光催化剂需要使用贵金属纳米粒子，从而比较昂贵。而且，这些光催化剂中的大部分难以合成。此外，所述光催化剂经受奥斯特瓦尔德成熟效应(Ostwald ripening)，即纳米粒子聚集在一起，致使其逐渐减少活性的现象；因此，纳米粒子热稳定性不是非常高。此外，溶液中悬浮的TiO2纳米粒子难以与该溶液分开。因此，对于生产成本相对较低而且处理也比较容易的在可见光谱中呈现出吸收率的TiO2材料仍然具有需求且该需求当前尚未得到满足。
技术实现思路
因此，本文的一个目的是提供一种能够克服现有技术上述缺点的材料的生产方法。为此目的，提供一种生产TiO2材料的方法。该方法包括：-预先混合钛醇盐(titanium alkoxide)与酸；-把水、分相器和氮源加入钛醇盐和酸的混合物中，从而得到TiO2凝胶；-用异丙醇(iPrOH)冲洗TiO2凝胶；-干燥并煅烧TiO2凝胶，以生产TiO2材料，所述TiO2材料呈现中孔隙性和/或大孔隙性，并且包含至少60wt.％，最好至少70wt.％的形式为锐钛本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种生产TiO2材料的方法，其包括：‑预先混合钛醇盐与酸；‑把水、分相器和氮源加入钛醇盐和酸的混合物中，从而得到TiO2凝胶；‑用异丙醇(iPrOH)冲洗TiO2凝胶；‑干燥并煅烧TiO2凝胶从而生产TiO2材料，所述TiO2材料呈现中孔隙性和/或大孔隙性，并且包含至少60wt.％，最好至少70wt.％的形式为锐钛矿的TiO2以及微量的元素碳和/或元素氮，所述百分比是就材料的总重量而计算的。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.27 FR 14/001941.一种生产TiO2材料的方法，其包括：-预先混合钛醇盐与酸；-把水、分相器和氮源加入钛醇盐和酸的混合物中，从而得到TiO2凝胶；-用异丙醇(iPrOH)冲洗TiO2凝胶；-干燥并煅烧TiO2凝胶从而生产TiO2材料，所述TiO2材料呈现中孔隙性和/或大孔隙性，并且包含至少60wt.％，最好至少70wt.％的形式为锐钛矿的TiO2以及微量的元素碳和/或元素氮，所述百分比是就材料的总重量而计算的。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，钛醇盐是Ti(OiPr)4。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，钛醇盐：酸的摩尔比介于1:1至1：0.5之间。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，酸是HCl。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，钛醇盐：分相器中EO单体单位的摩尔比介于1：0.6至1：0.2之间。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，分相器是聚(环氧乙烷)(PEO)，优选地，其平均摩尔质量数(Mn)大于或等于...
【专利技术属性】
技术研发人员：保洛·博斯卡罗，瓦西莱·休利，娜撒莉·马科泰，弗朗索斯·法久拉，安妮·加拉诺，弗朗西斯·柳克，
申请(专利权)人：道达尔公司，国家科学研究中心，蒙彼利埃全国化学高等学院，
类型：发明
国别省市：法国;FR
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