TiO制造技术

本发明专利技术属于催化剂领域，具体涉及TiO

TiO

The invention belongs to the field of catalyst, in particular to TiO

【技术实现步骤摘要】
TiO2/硅溶胶的制备方法及其应用
本专利技术属于催化剂领域，具体涉及TiO2/硅溶胶的制备方法及其应用。
技术介绍
由建筑材料、装饰装修、家具等造成的室内空气污染已被列为全球四个关键的环境问题之一，已成为影响人们健康的一大杀手。因此如何有效地控制室内污染、改善室内空气质量是目前急待解决的问题。室内空气污染治理技术按作用原理可大体分为：吸附法、静电净化法、臭氧氧化法和光催化氧化法等。其中纳米材料光催化是目前最具发展前景的室内空气净化技术，但是它不能净化空气中的悬浮物及细微颗粒物；同时催化剂微孔易被灰尘和颗粒物堵塞，而使其失活。本专利技术结合着TiO2光催化过程中存在的问题，以及硅溶胶对空气中污染物的吸附作用，拟对TiO2进行改性，研究硅溶胶负载TiO2材料的制备及其光催化室内空气中污染物的效能。目前关于硅溶胶负载TiO2材料的制备及其在室内空气污染物治理中的应用还鲜见报道。
技术实现思路
本专利技术为解决利用硅溶胶负载TiO2制备催化剂用于室内空气污染的技术问题，公开了一种TiO2/硅溶胶的制备方法及其应用。为解决上述问题，本专利技术采用以下技术方案：TiO2/硅溶胶的制备方法，步骤如下：（1）将TiCl4滴入1L超纯水中，并在-5℃~1℃水浴中以500~800r/min的速度搅拌20min，得到溶液Ⅰ；（2）将500mL0.1~0.5mol/L的氯化铵溶液和500mL0.2~0.6mol/L的盐酸溶液完全混合，得到溶液Ⅱ；（3）将溶液Ⅱ滴加到溶液Ⅰ中，混匀后于60~90℃的烘箱中放置1~2h后，滴加硅酸钠水溶液，同时开启磁力搅拌器以300~600r/min的速度搅拌，当溶液的pH6.9-7.1时，停止滴定，得到溶液Ⅲ；（4）将溶液Ⅲ于室温下活化24~36h，然后用蒸馏水反复洗涤溶液Ⅲ，直至溶液Ⅲ上清液的电导率为0；（5）将步骤（4）中的沉淀物放入120℃的烘箱内处理4h，最终得到的白色固体即为TiO2/硅溶胶。所述步骤（1）中TiCl4的加入量为0.1~0.5mol。所述步骤（3）中硅酸钠水溶液的浓度为0.1mol/L。TiO2/硅溶胶作为光催化剂治理室内空气污染物的应用。本专利技术的有益效果在于：（1）在相同的实验条件下，在体积一定的密闭反应装置中，考察相同质量的TiO2/硅溶胶和P25市售二氧化钛对甲醛的降解效果：一组单独紫外光照射；一组投加6gTiO2/硅溶胶固体粉末；一组投加6gP25二氧化钛粉末。甲醛浓度均控制在2.5mg/m3，每隔15min、30min、60min、90min、120min、150min取样测定甲醛的剩余量。实验结果如下图所示，从图中可以看出，在相同的实验条件下，TiO2/硅溶胶固体粉末的加入对甲醛气体的去除效果明显优于P25，如图1所示。（2）本申请制备出的TiO2/硅溶胶易于回收，不易堵塞，硅酸钠在水体中呈强碱性，将强碱性的硅酸钠缓慢滴入到酸性的溶液中，一方面促使混合溶液在碱性条件下分解产生二氧化钛，另一方面强碱性的硅酸钠在酸性条件下会发生聚合反应，聚合过程中能与二氧化钛表面吸附的表面羟基和TiCl4水解过程中产生的Ti（OH）4发生缩合脱水反应，因此所制备的TiO2/硅溶胶不是二氧化钛和硅溶胶的简单混合物，而是二氧化钛和硅溶胶的化学键连。附图说明图1为TiO2/硅溶胶和P25除甲醛的效果图。具体实施方式TiO2/硅溶胶的制备方法，步骤如下：（1）将TiCl4滴入1L超纯水中，并在-5℃~1℃水浴中以500~800r/min的速度强力搅拌20min，得到溶液Ⅰ；（2）将500mL0.1~0.5mol/L的氯化铵溶液和500mL0.2~0.6mol/L的盐酸溶液完全混合，得到溶液Ⅱ；（3）将溶液Ⅱ滴加到溶液Ⅰ中，混匀后于60~90℃的烘箱中放置1~2h后，滴加硅酸钠水溶液，同时开启磁力搅拌器以300~600r/min的速度搅拌，当溶液的pH6.9-7.1时，停止滴定，得到溶液Ⅲ；（4）将溶液Ⅲ于室温下活化24~36h，然后用蒸馏水反复洗涤溶液Ⅲ，直至溶液Ⅲ上清液的电导率为0；（5）将步骤（4）中的沉淀物放入120℃的烘箱内处理4h，最终得到的白色固体即为TiO2/硅溶胶。所述步骤（1）中TiCl4的加入量为0.1~0.5mol。所述步骤（3）中硅酸钠水溶液的浓度为0.1mol/L。TiO2/硅溶胶作为光催化剂治理室内空气污染物的应用。下面结合实施例对本专利技术做进一步的解释说明：实施例1步骤一：0.5mol的TiCl4滴入1L超纯中，并在-5℃水浴中以700r/min的速度搅拌20min；步骤二：将500mL0.1mol/L的氯化铵溶液和500mL0.2mol/L的盐酸溶液；步骤三：将混合后的水溶液缓慢滴加到步骤一所得的TiCl4水溶液中，将混合物在90℃的烘箱中放置1h，然后滴加浓度为0.1mol/L的硅酸钠水溶液，当混合液的pH值处于6.9时停止滴定；步骤四：将步骤三所得的混合液于室温下活化24h；步骤五：用蒸馏水反复洗涤至上清液的电导率为零；步骤六：将步骤五中的沉淀物放入120℃的烘箱中4h烘干，所得到的白色固体即为TiO2/硅溶胶固体颗粒。所得到的TiO2/硅溶胶固体颗粒的平均孔径是5.3nm，总孔容是0.425cm3/g，BET比表面积是324.3m2/g。实施例2步骤一：0.1mol的TiCl4滴入1L超纯中，并在-3℃水浴中以500r/min的速度搅拌20min；步骤二：将500mL0.5mol/L的氯化铵溶液和500mL0.6mol/L的盐酸溶液；步骤三：将混合后的水溶液缓慢滴加到步骤一所得的TiCl4水溶液中，将混合物在70℃的烘箱中放置2h，然后滴加浓度为0.1mol/L的硅酸钠水溶液，当混合液的pH值处于7.0时停止滴定；步骤四：将步骤三所得的混合液于室温下活化36h；步骤五：用蒸馏水反复洗涤至上清液的电导率为零；步骤六：将步骤五中的沉淀物放入120℃的烘箱中4h烘干，所得到的白色固体即为TiO2/硅溶胶固体颗粒。所得到的TiO2/硅溶胶固体颗粒的平均孔径是5.6nm，总孔容是0.455cm3/g，BET比表面积是344m2/g。实施例3步骤一：0.3mol的TiCl4滴入1L超纯中，并在1℃水浴中以800r/min的速度搅拌20min；步骤二：将500mL0.3mol/L的氯化铵溶液和500mL0.4mol/L的盐酸溶液；步骤三：将混合后的水溶液缓慢滴加到步骤一所得的TiCl4水溶液中，将混合物在60℃的烘箱中放置1.5h，然后滴加浓度为0.1mol/L的硅酸钠水溶液，当混合液的pH值处于6.9时停止滴定；步骤四：将步骤三所得的混合液于室温下活化30h；步骤五：用蒸馏水反复洗涤至上清液的电导率为零；步骤六：将步骤五中的沉淀物放入120℃的烘箱中4h烘干，所得到的白色固体即为TiO2/硅溶胶固体颗粒。所得到的TiO2/硅溶胶固体颗粒的平均孔径是5.5nm，总孔容是0.435cm3/g，BET比表面积是354.3m2/g。实施例4步骤一：0.3mol的TiCl4滴入1L超纯中，并在-2℃水浴中以700r/min的速度搅拌20min；步骤二：将500mL0.2mol/L的氯化铵溶液和500mL0.5mol/L的盐酸溶液；步骤三：将混合后的水溶液缓慢滴加到步骤一所得本文档来自技高网...

【技术保护点】
TiO

【技术特征摘要】
1.TiO2/硅溶胶的制备方法，其特征在于步骤如下：（1）将TiCl4滴入1L超纯水中，并在-5℃~1℃水浴中以500~800r/min的速度搅拌20min，得到溶液Ⅰ；（2）将500mL0.1~0.5mol/L的氯化铵溶液和500mL0.2~0.6mol/L的盐酸溶液完全混合，得到溶液Ⅱ；（3）将溶液Ⅱ滴加到溶液Ⅰ中，混匀后于60~90℃的烘箱中放置1~2h后，滴加硅酸钠水溶液，同时开启磁力搅拌器以300~600r/min的速度搅拌，当溶液的pH6.9-7.1时，停止滴定，得到溶液Ⅲ...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘玥，窦艳艳，秦贵棉，王聪民，吕晶晶，赵来群，赵富旺，张英，
申请(专利权)人：中原工学院，
类型：发明
国别省市：河南,41