二氧化钛基光催化剂、其制备方法及其在织物光催化消臭中的应用技术

本发明专利技术涉及二氧化钛基光催化剂、其制备方法以及在织物光催化消臭中的应用，主要解决现有技术中经二氧化钛基光催化剂整理后织物光催化消臭效果欠佳的缺陷，本发明专利技术的技术方案是：二氧化钛基光催化剂，包括二氧化钛和掺杂金属元素，所述掺杂金属元素包括选自由IIB元素和VIII族元素所组成的元素组中的至少一种。本发明专利技术采用了上述技术方案，显著提高了织物光催化消臭效果。催化消臭效果。

【技术实现步骤摘要】
二氧化钛基光催化剂、其制备方法及其在织物光催化消臭中的应用


[0001]本专利技术涉及二氧化钛基光催化剂、其制备方法及其在织物光催化消臭中的应用。

技术介绍

[0002]太阳能源源不断地洒向地球，地球每年接收到的太阳能约为3
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J，研究和利用太阳能会给人类的社会经济发展做出重要贡献，有希望成为解决世界环境污染问题的破冰之策。20世纪30年代，研究人员发现二氧化钛在有氧和紫外光照射的条件下可以对染料进行分解且可以降解纤维。到了20世纪80年代，人们研究发现光催化剂可以催化降解污水中的有机物。
[0003]到了20世纪后期，人们越来越关注光催化剂的反应机理，一些金属氧化物也成为研究热点。TiO2属于过渡金属半导体光催化剂，它不仅具有较好的生物相容性和较高的化学稳定性，因此可用于织物光催化消臭整理中。但未经掺杂其他元素的TiO2光催化消臭效果有待加强。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题之一是现有技术中经二氧化钛基光催化剂整理后织物光催化消臭效果欠佳的缺陷，提供一种新的二氧化钛基光催化剂，该光催化剂用于织物消臭整理后织物光催化消臭效果好的特点。
[0005]为解决该技术问题，技术方案如下：
[0006]二氧化钛基光催化剂，包括二氧化钛和掺杂金属元素，所述掺杂金属元素包括选自由IIB元素和VIII族元素所组成的元素组中的至少一种。
[0007]本专利技术采用了上述的金属元素掺杂二氧化钛，显著提高了消臭整理后织物的光催化消臭效果。
[0008]上述技术方案中，优选地，所述IIB元素选自锌。
[0009]上述技术方案中，优选地，所述的VIII族元素选自铁、钴或镍。
[0010]上述技术方案中，优选地，以重量计，二氧化钛基光催化剂中所述掺杂金属元素含量以掺杂金属氧化物计为大于0％且10％以下。例如但不限于，氧化钛基光催化剂中所述掺杂金属元素含量以掺杂金属氧化物计为0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％、8.5％、9％、9.5％等等。仅为同比，实施例和比较例中氧化钛基光催化剂中掺杂金属元素时，氧化钛基光催化剂中所述掺杂金属元素含量以掺杂金属氧化物计普遍为3％。
[0011]上述技术方案中，当掺杂金属元素同时包括锌和铁时，锌和铁在提高织物光催化消臭效果方面具有相互增强作用。此时，锌与铁之间的比例没有特别限制，例如但不限于ZnO与Fe2O3之间的重量比为0.1～10，作为ZnO与Fe2O3之间的重量比之间的更具体的非限制性重量比例子是0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.75、0.8、0.9、1、2、3、4、5、6、7、8、9等等，更优
选ZnO与Fe2O3之间的重量比为1～6。
[0012]本专利技术要解决的技术问题之二是提供上述光催化剂的制备方法，技术方案如下：
[0013]上述技术问题之一的技术方案中任一项所述二氧化钛基光催化剂的制备方法，包括：
[0014](1)获得钛酸酯溶液I；
[0015](2)获得所述掺杂金属元素离子的溶液II，溶液II采用的溶剂包括水和醋酸；
[0016](3)在搅拌下将所述溶液II加入所述溶液I中得到溶胶，继续搅拌直至所述溶胶转化为凝胶；
[0017](4)所述凝胶经焙烧，得二氧化钛基光催化剂。
[0018]上述技术方案中，优选地，步骤(1)所述的钛酸酯符合如下式1：
[0019][0020]其中，R1～R4独立为C1～C5的烷基。例如但不限于R1～R4独立为C1的烷基、C2的烷基、C3的烷基、C4的烷基、C5的烷基。作为非限制性的具体钛酸酯的举例，钛酸酯可以是钛酸(四)甲酯、钛酸(四)乙酯、钛酸(四)正丙酯、钛酸(四)异丙酯、钛酸(四)正丁酯、钛酸(四)异丁酯、钛酸(四)叔丁酯、钛酸(四)正戊酯、钛酸(四)异戊酯等等或它们的混合物。仅为同比，实施例和比较例中钛酸酯普遍采用钛酸(四)正丁酯。
[0021]上述技术方案中，步骤(1)所述溶液I采用的溶剂没有特别限制，只要能溶解钛酸酯和与步骤(2)所述溶剂互溶均可。例如步骤(1)所述溶液I采用的溶剂为低碳醇，优选所述低碳醇是C1～C3的醇。作为非限制性举例，所述低碳醇可以是一元醇、二元醇或三元醇。例如但不限于所述低碳醇为甲醇、乙醇、乙二醇、正丙醇、异丙醇、1,2
‑
丙二醇、1,3
‑
丙二醇等等。但从利于传质角度考虑，通常可以选择一元醇，因为一元醇比二元醇和三元醇具有更低的粘度。仅为同比，实施例和比较例中低碳醇普遍用乙醇。
[0022]上述技术方案中，优选地，步骤(1)，钛酸酯以二氧化钛计，溶液I中二氧化钛的重量浓度为5～20％，例如但不限于溶液I中二氧化钛的重量浓度为6.0％、7.0％、8.0％、9.0％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％等等。仅为同比，实施例和比较例中溶液I中二氧化钛的重量浓度普遍为12.0％。
[0023]上述技术方案中，优选地，步骤(2)中所述溶剂中水与醋酸的重量比为0.5～1.5。例如但不限于该比值为0.55、0.6、0.65、0.7、0.75、0.8、0.85、0.9、0.95、1.0、1.05、1.1、1.15、1.2、1.25、1.3、1.35、1.4、1.45等等。仅为同比，实施例和比较例中所述混合溶剂中水与醋酸的重量比普遍为1.0。
[0024]上述技术方案中，优选地，步骤(2)所述的所述掺杂金属元素离子，由所述掺杂金属的盐提供，优选所述掺杂金属的盐为醋酸盐、硝酸盐或氯化物。
[0025]上述技术方案中，优选地，当步骤(2)所述掺杂金属元素包括铁时，铁离子优选三价铁离子，进一步优选三价铁离子由三价铁盐提供，优选所述三价铁盐为醋酸盐、硝酸盐或氯化物。
[0026]上述技术方案中，优选地，步骤(2)所述掺杂金属元素包括锌时，锌离子优选二价锌离子，进一步优选二价锌离子由二价锌盐提供，更优选所述二价锌盐为醋酸盐、硝酸盐或氯化物。
[0027]上述技术方案中，获得溶液II的方式没有特别限制，本领域技术人员可以合理选择均能取得可比的技术效果且不必付出创造性劳动。仅作为举例，获得溶液II的方式例如可以但不限于是：把所述掺杂金属的盐溶于水，然后加入醋酸；或者把所述掺杂金属的盐溶于所述溶剂；当所述掺杂金属同时包括铁和锌时，可以把三价铁盐和二价锌盐按任何顺序(比如先后或同时)溶于水，然后加入醋酸；或者把三价铁盐和二价锌盐按任何顺序(比如先后或同时)溶于所述溶剂；或者把三价铁盐和二价锌盐分别溶于水，分别加入醋酸，然后混合；或者把三价铁盐和二价锌盐分别溶于所述溶剂，然后混合；等等。我们未发现这些方式对取得本专利技术的技术效果有何明显不同。
[0028]上述技术方案中，步骤(3)中所述溶液I与所述溶液II本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.二氧化钛基光催化剂，包括二氧化钛和掺杂金属元素，所述掺杂金属元素包括选自由IIB元素和VIII族元素所组成的元素组中的至少一种。2.根据权利要求1所述的二氧化钛基光催化剂，其特征在于，所述IIB元素选自锌。3.根据权利要求1所述的二氧化钛基光催化剂，其特征在于，所述的VIII族元素选自铁、钴或镍。4.根据权利要求1所述的二氧化钛基光催化剂，其特征在于，以重量计，二氧化钛基光催化剂中所述掺杂金属元素含量以掺杂金属氧化物计为大于0％且10％以下。5.权利要求1～4中任一项所述二氧化钛基光催化剂的制备方法，包括：(1)获得钛酸酯溶液I；(2)获得所述掺杂金属元素离子的溶液II，溶液II采用的溶剂包括水和醋酸；(3)在搅拌下将所述溶液II加入所述溶液I中得到溶胶，继续搅拌直至所述溶胶转化为凝胶；(4)所述凝胶经焙烧，得二氧化钛基光催化剂。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是步骤(1)所述的钛酸酯符合如下式1：其中，R1～R4独立为C1～C5的烷基。和/或步骤(1)所述溶液I采用的溶剂为低碳醇，进一步优选所述低碳醇是C1～C3的醇。和/或步骤(1)中，钛酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：马正升，董红霞，马逸凡，
申请(专利权)人：上海帼帆化工新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：