一种纳米Ag(Ⅰ)/Ag(Ⅲ)/TiO*复合材料的制备方法技术

一种纳米Ａｇ（Ⅰ）／Ａｇ（Ⅲ）／ＴｉＯ↓［２］复合材料的制备方法，将ＡｇＮＯ↓［３］溶解在氨水中制成ＡｇＮＯ↓［３］氨溶液；将Ｔｉ（ＳＯ↓［４］）↓［２］溶解于去离子水中制成Ｔｉ（ＳＯ↓［４］）↓［２］溶液；将ＡｇＮＯ↓［３］氨溶液与Ｔｉ（ＳＯ↓［４］）↓［２］溶液混合得到白色胶体溶液；在胶体溶液中加入ＫＯＨ或ＮａＯＨ，及Ｋ↓［２］Ｓ↓［２］Ｏ↓［８］晶体或Ｈ↓［２］Ｏ↓［２］溶液，在５０～９０℃搅拌处理，４０～８０℃下静置处理后；再在真空过滤并经去离子水洗涤除去ＳＯ↓［４］↑［２－］离子后，干燥研磨为粉体；将粉体于５００～６００℃处理２ｈ，随炉冷却即可。本发明专利技术操作简单，一步合成，不需酸水解过程，不消耗酸，污染小，成本低廉；所得材料为纳米Ａｇ（Ⅰ）／Ａｇ（Ⅲ）／ＴｉＯ↓［２］复合材料，颗粒大小为３０～４０ｎｍ，主要晶体组成为锐钛矿型ＴｉＯ↓［２］。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于纳米TiO2复合材料的制备方法，特别涉及一种纳米Ag(I)/Ag(III)/TiO2复合材料的制备方法。
技术介绍
锐钛矿相的TiO2是具有光催化特性的材料，它利用太阳光、荧光灯中的紫外光作激发源而具有抗菌效应，作用效果持久，且具有净化空气、处理污水、自洁净等光催化效应，其实现的前提是紫外光的激发，所以，在没有紫外光存在的场合，即使是锐钛矿相的TiO2也无抗菌效果，以锐钛矿相的TiO2为载体的纳米载银二氧化钛复合材料(Ag/TiO2)是理想的抗菌材料，在没有紫外线激发时也具有强的抗、抑菌性，其中的银是一价银Ag(I)。研究表明Ag(II)、Ag(III)的抗菌性是Ag(I)的50～200倍，而且Ag(III)的杀菌速度是Ag(I)的240倍，因此如果能制备Ag(II)/TiO2或Ag(III)/TiO2抗菌复合材料将会大大提高载银二氧化钛复合材料的抗菌性能，由于Ag(III)的氧化性比Ag(I)高很多，E°Ag(I)/Ag＝0.799伏，而E°Ag(III)/Ag＞2伏，因此，Ag(II)/TiO2或Ag(III)/TiO2抗菌复合材料还会具有更强催化氧化活性。 目前，Ag/TiO2和含高价银的活性炭、磷酸盐和银锌抗菌复合材料已经制备成功，而且有很好的应用(柳清菊，张瑾，朱忠其等。载银TiO2无机抗菌剂的制备及性能研究。功能材料。2005.3(36)474～476；马登峰，彭兵，柴立元等。载银纳米二氧化钛抗菌粉体的制备工艺研究。精细化工中间体。2006.2，36(1)63～66；黄岳元，米钰，郭人民等。TiO2基纳米复合抗菌剂研究。化学工程。2004.8，32(4)46～48；黄岳元，米钰，郭人民等。TiO2/Ag纳米抗菌材料。西北大学学报(自然科学版)2003.10，33(5)566～571；刘雪峰，涂铭旌。稀土负载型纳米二氧化钛抗菌剂的研制。现代化工。2005.7，145～147；刘雪峰，张利，涂铭旌。纳米Ce/TiO2无机抗菌剂的制备及其性能评价。过程工程学报。2004.6，4(3)256～260；韩庆利1，金振兴，黄红艳。微波干燥制备Ag/TiO2的光催化活性试验研究。环境保护科学。2005.10，31(131)6～12；章福祥，张秀，陈继新等。Ag/TiO2复合纳米催化剂的制备和表征及其光催化活性。催化学报。2003.11，24(11)887～880；赵高凌，韩高荣。银纳米粒子P二氧化钛复合薄膜的溶胶凝胶法制备及其光学性质的研究。材料科学与工程。2001，19(1)21～25；何进，陈星弼，杨传仁。TiO2(Ag)纳米半导体薄膜的制备及其光催化性能。电子元件与材料。1999，213～17；王志群。复合型银系无机抗菌剂。申请专利号98111623.X；涂铭旌；鄢庆伟；毛健；张小丽。一种锐钛型纳米TiO2复合无机抗菌剂及其制备方法。申请专利号200410081239.2；张文钲；王广文；代大庆。一种含高价银磷酸盐无机抗菌剂及其制备方法。申请专利号200310105878.3；郑荣宇；罗小明；兰平等。一种载银杀菌活性炭及其制备方法与应用。专利公告号CN1720801；郑荣宇；蒋华德；罗小明。一种含银、锌复合型杀菌剂及其制备方法与应用。专利公告号CN1751577)。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种制备工艺简单、易操作、污染少的纳米Ag(I)/Ag(III)/TiO2复合材料的制备方法。 为达到上述目的本专利技术采用的技术方案是首先将质量浓度为25％的氨水与去离子水按1∶1的体积比混合制成氨水溶液，然后将AgNO3溶解在氨水溶液中制成浓度为0.001～0.01mol/L的AgNO3氨溶液；其次将Ti(SO4)2溶解于去离子水中，配制成浓度为0.02～0.2mol/L的Ti(SO4)2溶液；在40～80℃搅拌下，按AgNO3氨溶液与Ti(SO4)2溶液为1∶1～1∶1.5体积比将AgNO3氨溶液流加到Ti(SO4)2溶液中或将Ti(SO4)2溶液流加到AgNO3氨溶液中，得到白色胶体溶液；持续搅拌并将所得胶体溶液升温至90～100℃，恒温2小时，然后在胶体溶液中加入KOH或NaOH，并控制KOH或NaOH的浓度为0.05mol/L，再加入K2S2O8晶体或质量浓度为30％的H2O2溶液，控制K2S2O8或H2O2的浓度为0.05～0.1mol/L，在50～90℃，快速搅拌恒温处理5～10h，然后在40～80℃下静置12～24h；真空过滤并经去离子水洗涤除去SO42-离子后，于90℃干燥20～24h后，将其研磨为粉体；将上述所得粉体于500～600℃处理2h，随炉冷却，得到纳米Ag(I)/Ag(III)/TiO2，其中主要晶体组成为锐钛矿型TiO2，其中载有Ag(II)或Ag(III)。 本专利技术以AgNO3氨溶液为复合材料提供银，同时提供沉淀钛离子的沉淀剂，是实现一步合成的关键物质；在搅拌条件下两种溶液的混合保证了均匀性、控制了沉淀时的过饱和度和晶体的生长；混合后升温到90～100℃和搅拌主要目的是挥发除氨、降低溶液的pH值到5～6，使Ag+通过离子交换或吸附进入到TiO2晶体中；“加入KOH或NaOH及K2S2O8晶体或H2O2溶液，将Ag(I)转化成Ag2O2，K2S2O8是强氧化剂，Ag2O2中其中一个银为Ag(I)，另一个为Ag(III)，因此所得到的复合材料为纳米Ag(I)/Ag(III)/TiO2。加静置可以使晶体更加完整；粉体于500～600℃处理目的在于得到锐钛矿型的TiO2晶体，同时将Ag(I)、Ag(III)固定在晶体中，增加其稳定性。本专利技术采用Ti(SO4)2作为原料，与采用纳米TiO2或偏钛酸为原料制备纳米二氧化钛复合材料相比，价格便宜，可使生产成本大大降低，由于没有酸水解过程既可以降低成本又能减少酸污染。 具体实施例方式 实施例1，首先将质量浓度为25％的氨水与去离子水按1∶1的体积比混合制成氨水溶液，然后将AgNO3溶解在氨水溶液中制成浓度为0.001mol/L的AgNO3氨溶液；其次将Ti(SO4)2溶解于去离子水中，配制成浓度为0.2mol/L的Ti(SO4)2溶液；在60℃搅拌下，按AgNO3氨溶液与Ti(SO4)2溶液为1∶1体积比将AgNO3氨溶液流加到Ti(SO4)2溶液中或将Ti(SO4)2溶液流加到AgNO3氨溶液中，得到白色胶体溶液；持续搅拌并将所得胶体溶液升温至90℃，恒温2小时；然后在胶体溶液中加入KOH，并控制KOH的浓度为0.05mol/L，再加入K2S2O8晶体，控制K2S2O8浓度为0.07mol/L，在80℃，快速搅拌恒温处理6h，然后在40℃下静置24h；真空过滤并经去离子水洗涤除去SO42-离子后，于90℃干燥24h后，将其研磨为粉体；将上述所得粉体于500℃处理2h，随炉冷却，得到纳米Ag(I)/Ag(III)/TiO2，其中主要晶体组成为锐钛矿型TiO2，其中载有Ag(II)或Ag(III)。 实施例2，首先将质量浓度为25％的氨水与去离子水按1∶1的体积比混合制成氨水溶液，然后将AgNO3溶解在氨水溶液中制成浓度为0.01mol/L的AgNO3氨溶液；其次将Ti(SO4)2溶解于去离子水中，配制成浓度为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米Ａｇ（Ⅰ）／Ａｇ（Ⅲ）／ＴｉＯ↓［２］复合材料的制备方法，其特征在于：１）首先将质量浓度为２５％的氨水与去离子水按１∶１的体积比混合制成氨水溶液，然后将ＡｇＮＯ↓［３］溶解在氨水溶液中制成浓度为０．００１～０．０１ｍｏｌ／Ｌ 的ＡｇＮＯ↓［３］氨溶液；２）其次将Ｔｉ（ＳＯ↓［４］）↓［２］溶解于去离子水中，配制成浓度为０．０２～０．２ｍｏｌ／Ｌ的Ｔｉ（ＳＯ↓［４］）↓［２］溶液；３）在４０～８０℃搅拌下，按ＡｇＮＯ↓［３］氨溶液与Ｔｉ（ＳＯ↓［４ ］）↓［２］溶液为１∶１～１∶１．５体积比将ＡｇＮＯ↓［３］氨溶液流加到Ｔｉ（ＳＯ↓［４］）↓［２］溶液中或将Ｔｉ（ＳＯ↓［４］）↓［２］溶液流加到ＡｇＮＯ↓［３］氨溶液中，得到白色胶体溶液；４）持续搅拌并将所得胶体溶液升温至９０～ １００℃，恒温２小时，５）然后在胶体溶液中加入ＫＯＨ或ＮａＯＨ，并控制ＫＯＨ或ＮａＯＨ的浓度为０．０５ｍｏｌ／Ｌ，再加入Ｋ↓［２］Ｓ↓［２］Ｏ↓［８］晶体或质量浓度为３０％的Ｈ↓［２］Ｏ↓［２］溶液，控制Ｋ↓［２］Ｓ↓［２］Ｏ↓［８ ］或Ｈ↓［２］Ｏ↓［２］的浓度为０．０５～０．１ｍｏｌ／Ｌ，在５０～９０℃，快速搅拌恒温处理５～１０ｈ，然后在４０～８０℃下静置１２～２４ｈ；６）真空过滤并经去离子水洗涤除去ＳＯ↓［４］↑［２－］离子后，于９０℃干燥２０～２４ｈ后， 将其研磨为粉体；７）将上述所得粉体于５００～６００℃处理２ｈ，随炉冷却，得到纳米Ａｇ（Ⅰ）／Ａｇ（Ⅲ）／ＴｉＯ↓［２］，其中主要晶体组成为锐钛矿型ＴｉＯ↓［２］，其中载有Ａｇ（Ⅱ）或Ａｇ（Ⅲ）。...

【技术特征摘要】
1、一种纳米Ag(I)/Ag(III)/TiO2复合材料的制备方法，其特征在于1)首先将质量浓度为25％的氨水与去离子水按1∶1的体积比混合制成氨水溶液，然后将AgNO3溶解在氨水溶液中制成浓度为0.001～0.01mol/L的AgNO3氨溶液；2)其次将Ti(SO4)2溶解于去离子水中，配制成浓度为0.02～0.2mol/L的Ti(SO4)2溶液；3)在40～80℃搅拌下，按AgNO3氨溶液与Ti(SO4)2溶液为1∶1～1∶1.5体积比将AgNO3氨溶液流加到Ti(SO4)2溶液中或将Ti(SO4)2溶液流加到AgNO3氨溶液中，得到白色胶体溶液；4)持续搅拌并将所得胶体溶液升温至90～100℃，恒温2小时，5)然后在胶体溶液中加入KOH或NaOH，并控制KOH或NaOH的浓度为0.05mol/L，再加入K2S2O8晶体或质量浓度为30％的H2O2溶液，控制K2S2O8或H2O2的浓度为0.05～0.1mol/L，在50～90℃，快速搅拌恒温处理5～10h，然后在40～80℃下静置12～24h；6)真空过滤并经去离子水洗涤除去SO42-离子后，于90℃干燥20～24h后，将其研磨为粉体；7)将上述所得粉体于500～600℃处理2h，随炉冷却，得到纳米Ag(I)/Ag(III)/TiO2，其中主要晶体组成为锐钛矿型TiO2，其中载有Ag(II)或Ag(III)。2、根据权利要求1所述的纳米Ag(I)/Ag(III)/TiO2复合材料的制备方法，其特征在于首先将质量浓度为25％的氨水与去离子水按1∶1的体积比混合制成氨水溶液，然后将AgNO3溶解在氨水溶液中制成浓度为0.001mol/L的AgNO3氨溶液；其次将Ti(SO4)2溶解于去离子水中，配制成浓度为0.2mol/L的Ti(SO4)2溶液；在60℃搅拌下，按AgNO3氨溶液与Ti(SO4)2溶液为1∶1体积比将AgNO3氨溶液流加到Ti(SO4)2溶液中或将Ti(SO4)2溶液流加到AgNO3氨溶液中，得到白色胶体溶液；持续搅拌并将所得胶体溶液升温至90℃，恒温2小时；然后在胶体溶液中加入KOH，并控制KOH的浓度为0.05mol/L，再加入K2S2O8晶体，控制K2S2O8浓度为0.07mol/L，在80℃，快速搅拌恒温处理6h，然后在40℃下静置24h；真空过滤并经去离子水洗涤除去SO42-离子后，于90℃干燥24h后，将其研磨为粉体；将上述所得粉体于500℃处理2h，随炉冷却，得到纳米Ag(I)/Ag(III)/TiO2，其中主要晶体组成为锐钛矿型TiO2，其中载有Ag(II)或Ag(III)。3、根据权利要求1所述的纳米Ag(I)/Ag(III)/TiO2复合材料的制备方法，其特征在于首先将质量浓度为25％的氨水与去离子水按1∶1的体积比混合制成氨水溶液，然后将AgNO3溶解在氨水溶液中制成浓度为0.01mol/L的AgNO3氨溶液；其次将Ti(SO4)2溶解于去离子水中，配制成浓度为0.06mol/L的Ti(SO4)2溶液；在40℃搅拌下，按AgNO3氨溶液与Ti(SO4)2溶液为1∶1.3体积比将AgNO3氨溶液流加到Ti(SO4)2溶液中或将Ti(SO4)2溶液流加到AgNO3氨溶液中，得到白色胶体溶液；持续搅拌并将所得胶体溶液升温至94℃，恒温2小时；然后在胶体溶液中加入NaOH，并控制NaOH的浓度为0.05mol/L，再加入质量浓度为30％的H2O2溶液，控制H2O2的浓度为0.05mol/L，在60℃，快速搅拌恒温处理9h，然后在60℃下静置18h；真空过滤并经去离子水洗涤除去SO42-离子后，于90℃干燥20h后，将其研磨为粉体；将上述所得粉体于600℃处理2h，随炉冷却，得到纳米Ag(I)/Ag(III)/TiO2，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨辉，张林，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：61[中国|陕西]