一种基于光触媒的中性水溶液制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于光触媒的中性水溶液制备方法，所述制备方法包括以下步骤：A)制备天然碱性溶剂、B)制备二氧化钛光混合液、C)制备二氧化钛光触媒水性溶液和D)中和二氧化钛光触媒水溶液的酸碱性最终获得光触媒的中性水溶液；本发明专利技术通过草木灰和钛酸丁酯制备获得，原料易获得且成本低，通过三次分加法逐步反应，增加溶液反应饱和度，提高反应率，避免了原料反应不完全造成的成分浪费和光触媒水溶液的饱和度低的问题，制备方法简单，易操作，反应设备成本低，适合批量制备。适合批量制备。

【技术实现步骤摘要】
一种基于光触媒的中性水溶液制备方法


[0001]本专利技术属于光催化剂制备
，具体涉及一种基于光触媒的中性水溶液制备方法。

技术介绍

[0002]光触媒也叫光催化剂，是一种以纳米级二氧化钛为代表的具有光催化功能的半导体材料的总称。具有代表性的光触媒材料是二氧化钛，它能在光照射下产生强氧化性的物质(如羟基自由基、氧气等)，并且可用于分解有机化合物、部分无机化合物、细菌及病毒等。日常生活中，光触媒能有效地降解空气中有毒有害气体如甲醛等，高效净化空气；同时，能够有效杀灭多种细菌，并能将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理。
[0003]常用的光触媒材料主要为N型半导体材料，具有禁带宽度低等特点，常用的光触媒半导体材料为二氧化钛；ZrO2、ZnO、CdS、WO3、Fe2O3、PbS、SnO2、ZnS、SrTiO3、SiO2等也是光触媒材料，2000年以来又发现一些纳米贵金属(铂、铑、钯等)具有更好的光催化性能，但由于其中大多数易发生化学或光化学腐蚀，然而贵金属成本则过高，都不适于日常应用。
[0004]而现有技术中最常用的光触媒为TiO2光触媒，其化学稳定性高，安全性好，能达到高效和节能的效果，且具有良好的防污自洁性能，但目前大多生产二氧化钛光触媒时常制备成干粉状，不方便使用，且设备成本投入大，导致生产成本高。

技术实现思路

[0005]针对上述
技术介绍
提出的技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]一种基于光触媒的中性水溶液制备方法，所述制备方法包括以下步骤：r/>[0007]A)制备天然碱性溶剂：
[0008]1)取适量草木灰至反应釜内，加入无水乙醇，磁力搅拌直至完全混合形成悬浊的混合液；
[0009]2)向混合液内加入定量活性炭颗粒，搅拌30min
‑
50min后，沉淀和过滤颗粒物和杂质，获得天然碱性溶剂；
[0010]B)制备二氧化钛光混合液：
[0011]3)取适量钛酸丁酯倒入反应釜，加入三分之一量制备的天然碱性溶剂按，加热至50℃，持续搅拌2h，获得一次反应液；
[0012]4)将一次反应液降温至30℃，加入另三分之一量制备的天然碱性溶剂，加热至55℃，持续搅拌3h，获得二次反应液；
[0013]5)将二次反应液降温至25℃，加入最后三分之一量制备的天然碱性溶剂，加热至60℃，持续搅拌3h，获得三次反应液后，沉化1h
‑
2h，得到二氧化钛混合溶液；
[0014]C)制备二氧化钛光触媒水性溶液：
[0015]6)将二氧化钛混合溶液过滤后，蒸发多余水分，获得二氧化钛光触媒水溶液；
[0016]D)中和二氧化钛光触媒水溶液的酸碱性：
[0017]7)向二氧化钛光触媒水溶液中滴加适量的酸性溶液调节PH值至6
‑
7，即可。
[0018]较佳的，所述步骤1)中磁力搅拌采用恒温磁力搅拌器，速度为1000rpm
‑
1200rpm。
[0019]较佳的，所述步骤2)中活性炭颗粒的粒径要求为50μm
‑
100μm。
[0020]较佳的，所述步骤B)中钛酸丁酯和天然碱性溶剂的质量比为1:3。
[0021]较佳的，所述步骤3)、4)、5)中的加热均采用隔水加热。
[0022]较佳的，所述步骤6)中二氧化钛混合溶液过滤要求为粒径小于10nm。
[0023]较佳的，所述步骤7)中酸性溶液为0.05％
‑
0.1％的醋酸或0.08％
‑
0.12％的盐酸。
[0024]采用本专利技术技术方案，获得以下有益效果：本专利技术通过草木灰和钛酸丁酯制备获得，原料易获得且成本低，通过三次分加法逐步反应，且每次加热反应后再降温，方便析出未能反应的钛酸丁酯通过再次加入的天然碱性溶液能再次反应，提高反应力，增加溶液反应饱和度，避免了原料反应不完全造成的成分浪费和光触媒水溶液的饱和度低的问题，制备方法简单，易操作，反应设备成本低，适合批量制备。
具体实施方式
[0025]为了使本领域的技术人员可以更好地理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术技术方案进一步说明。
[0026]实施例1
[0027]一种基于光触媒的中性水溶液制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0028]A)制备天然碱性溶剂：
[0029]1)取适量草木灰至反应釜内，加入无水乙醇，磁力搅拌直至完全混合形成悬浊的混合液；
[0030]2)向混合液内加入定量活性炭颗粒，搅拌30min
‑
50min后，沉淀和过滤颗粒物和杂质，获得天然碱性溶剂；
[0031]B)制备二氧化钛光混合液：
[0032]3)取适量酞酸丁酯倒入反应釜，加入三分之一量制备的天然碱性溶剂按，加热至50℃，持续搅拌2h，获得一次反应液；
[0033]4)将一次反应液降温至30℃，加入另三分之一量制备的天然碱性溶剂，加热至55℃，持续搅拌3h，获得二次反应液；
[0034]5)将二次反应液降温至25℃，加入最后三分之一量制备的天然碱性溶剂，加热至60℃，持续搅拌3h，获得三次反应液后，沉化1h
‑
2h，得到二氧化钛混合溶液；
[0035]C)制备二氧化钛光触媒水性溶液：
[0036]6)将二氧化钛混合溶液过滤后，蒸发多余水分，获得二氧化钛光触媒水溶液；
[0037]D)中和二氧化钛光触媒水溶液的酸碱性：
[0038]7)向二氧化钛光触媒水溶液中滴加适量的酸性溶液调节PH值至6
‑
7，即可。
[0039]所述步骤1)中磁力搅拌采用恒温磁力搅拌器，速度为1000rpm
‑
1200rpm。
[0040]所述步骤2)中活性炭颗粒的粒径要求为50μm
‑
100μm。
[0041]所述步骤B)中酞酸丁酯和天然碱性溶剂的质量比为1:3。
[0042]所述步骤3)、4)、5)中的加热均采用隔水加热。
[0043]所述步骤6)中二氧化钛混合溶液过滤要求为粒径小于10nm。
[0044]所述步骤7)中酸性溶液为0.05％
‑
0.1％的醋酸或0.08％
‑
0.12％的盐酸。
[0045]具体实施例1
[0046]50g草木灰中加入80ml无水乙醇磁力搅拌反应后，加入8g活性炭颗粒吸附过滤，得到 63ml的天然碱性溶液，取21g钛酸丁酯颗粒至反应釜内，第一次加入21ml天然碱性溶液，隔水加热至50℃，搅拌2h后冷却至30℃，溶液呈乳白混合液，第二次加入21ml天然碱性溶液，隔水加热至55℃，搅拌3h后冷却至25℃，溶液呈半透明混合液，第三次加入21ml天然碱性溶液，隔水加热至60℃，搅拌3h后沉化1h，反应杯内加热至80℃蒸发水分冷却后，滴加1.5m
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于光触媒的中性水溶液制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：A)制备天然碱性溶剂：1)取适量草木灰至反应釜内，加入无水乙醇，磁力搅拌直至完全混合形成悬浊的混合液；2)向混合液内加入定量活性炭颗粒，搅拌30min
‑
50min后，沉淀和过滤颗粒物和杂质，获得天然碱性溶剂；B)制备二氧化钛光混合液：3)取适量钛酸丁酯倒入反应釜，加入三分之一量制备的天然碱性溶剂按，加热至50℃，持续搅拌2h，获得一次反应液；4)将一次反应液降温至30℃，加入另三分之一量制备的天然碱性溶剂，加热至55℃，持续搅拌3h，获得二次反应液；5)将二次反应液降温至25℃，加入最后三分之一量制备的天然碱性溶剂，加热至60℃，持续搅拌3h，获得三次反应液后，沉化1h
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2h，得到二氧化钛混合溶液；C)制备二氧化钛光触媒水性溶液：6)将二氧化钛混合溶液过滤后，蒸发多余水分，获得二氧化钛光触媒水溶液；D)中和二氧化钛光触媒水溶液的酸碱性：7)向二氧化钛光触媒水溶液中滴...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋超华，
申请(专利权)人：天津华星瑞煜科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：