專利名稱：：介孔二氧化硅修飾的二氧化鈦高活性光催化劑的合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種介孔二氧化硅修飾的二氧化鈦高活性光催化劑的合成方法，尤其涉及上述方法制作的介孔二氧化硅修飾的二氧化鈦高活性光催化劑產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
：納米二氧化鈦是一種重要的無機(jī)半導(dǎo)體功能材料，由于它擁有獨(dú)特的催化、電學(xué)、光學(xué)以及光化學(xué)等方面的性能而引起人們廣泛的關(guān)注。納米二氧化鈦以其穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)、強(qiáng)氧化還原性、抗光腐蝕性、無毒、成本低等優(yōu)點(diǎn)而被認(rèn)為是比較理想的光催化劑之一。二氧化鈦光催化氧化技術(shù)有望成為新一代的高效、節(jié)能、環(huán)保的污染物防治技術(shù)。但因其帶隙能(3.2eV)較高而導(dǎo)致對(duì)太陽(yáng)光的利用率較低，同時(shí)也存在自身量子效率較低的問題，從而限制了二氧化鈦光催化氧化技術(shù)的實(shí)用化。為了進(jìn)一步提高納米二氧化鈦的光催化性能，表面修飾是經(jīng)常被采用的一種有效改性方法。根據(jù)最新研究成果可知，二氧化鈦銳鈦礦向金紅石的相轉(zhuǎn)變是由團(tuán)聚的銳鈦礦粒子內(nèi)部界面開始的，隨著熱處理溫度升高，逐漸從內(nèi)部向外部擴(kuò)展，直至表面?？梢酝茰y(cè)，在發(fā)生相轉(zhuǎn)變初期，銳鈦礦微晶團(tuán)聚或燒結(jié)不顯著，同時(shí)初步形成了粒子內(nèi)部含有少量金紅石而外部主要為銳鈦礦相的殼層結(jié)構(gòu)。粒子內(nèi)部含有少量金紅石相不會(huì)影響二氧化鈦的光學(xué)吸收，但是由于能級(jí)匹配而由銳鈦礦和金紅石兩種晶相所形成的同質(zhì)異相結(jié)是有利于表面銳鈦礦發(fā)生光生電荷分離的，這對(duì)光催化反應(yīng)是有利的。因此，通過提高納米二氧化鈦晶相轉(zhuǎn)變溫度且使其為含有少量金紅石的混晶相，可能實(shí)現(xiàn)具有粒子尺寸細(xì)小、比表面積大、結(jié)晶度高等結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的納米二氧化鈦的設(shè)計(jì)合成，進(jìn)而獲得具有較高光催化活性的納米二氧化鈦。硅基介孔材料作為一種新型的納米結(jié)構(gòu)材料，由于其具有較大的比表面積、水熱穩(wěn)定性以及結(jié)構(gòu)和孔徑可調(diào)性等特點(diǎn)，近年來成為了國(guó)際上跨學(xué)科的研究熱點(diǎn)之一。已有文獻(xiàn)報(bào)道，二氧化硅可起到抑制相變、提高二氧化鈦光催化活性的作用。因此我們嘗試采用多孔二氧化硅對(duì)二氧化鈦納米粒子進(jìn)行表面修飾來設(shè)計(jì)合成具有大比表面積、高結(jié)晶度等結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的納米二氧化鈦，致力于進(jìn)一步提高納米二氧化鈦的光催化活性。在本發(fā)明中，首次利用介孔二氧化硅的表面修飾實(shí)現(xiàn)了對(duì)納米二氧化鈦光催化劑性能的有效改善。發(fā)明目的本發(fā)明的目的是提供一種介孔二氧化硅修飾的二氧化鈦高活性光催化劑的合成方法，通過介孔二氧化硅表面修飾試圖改變納米銳鈦礦二氧化鈦的表面性質(zhì)，并且很大程度地提高其由銳鈦礦向金紅石相的轉(zhuǎn)變溫度，進(jìn)而顯著地改善納米銳鈦礦二氧化鈦的光催化活性，甚至超過國(guó)際商品P-25型二氧化鈦。所構(gòu)建的新型結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體復(fù)合納米材料用于改善材料在光催化等方面的性能。上述的目的通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)介孔二氧化硅修飾的二氧化鈦高活性光催化劑的合成方法，將鈦酸四丁酯和無水乙醇的均勻混合液在劇烈攪拌條件下以每分鐘30滴的速度緩慢地滴入到由無水乙醇，二次蒸餾水和濃硝酸組成的混合體系中，繼續(xù)攪拌2小時(shí)，得到淡黃色的二氧化鈦溶膠，接著將二氧化鈦溶膠以30mL為一單位轉(zhuǎn)移到聚四氟乙烯內(nèi)襯的高壓反應(yīng)釜中，密封，在160'C的條件下水熱6小時(shí)，冷卻至室溫，倒掉上清液，得到淡黃色的膏狀納米二氧化鈦，然后將膏狀納米二氧化鈦轉(zhuǎn)移到燒杯中，再向燒杯中加入由含有F-127非離子表面活性劑的體系和含有正硅酸乙脂的體系均勻混合而成的二氧化硅溶膠，接著攪拌，加熱，并繼續(xù)攪拌直至粘稠，干燥，研磨，焙燒，得到介孔二氧化硅修飾的納米二氧化鈦粉末。所述的介孔二氧化硅修飾的二氧化鈦高活性光催化劑的合成方法，所述的鈦酸四丁酯和無水乙醇的均勻混合液是在室溫連續(xù)攪拌條件下，將20mL鈦酸四丁酯緩慢地加入到20mL無水乙醇中，繼續(xù)攪拌30分鐘，獲得均勻混合液，所述的無水乙醇，二次蒸餾水和濃硝酸組成的混合體系，是在室溫連續(xù)攪拌條件下，將80mL無水乙醇加入到20mL二次蒸餾水中，再加入4mL的70%濃硝酸，繼續(xù)攪拌30分鐘，獲得混合體系。所述的介孔二氧化硅修飾的二氧化鈦高活性光催化劑的合成方法，所述的含有F-127非離子表面活性劑的體系是在室溫下將0.9g的F-127非離子表面活性劑加入到12.7mL的無水乙醇中，超聲15分鐘，攪拌2小時(shí)，接著加入2滴0.1M的鹽酸水溶液和0.09g的1,3，5-三甲苯，繼續(xù)攪拌2小時(shí)。所述的介孔二氧化硅修飾的二氧化鈦髙活性光催化劑的合成方法，所述的含有正硅酸乙脂的體系是向7.0mL無水乙醇中邊攪拌邊依次滴加1.98mL正硅酸乙脂，0.5mL二次蒸餾水和0.5mL的0.06M鹽酸水溶液，在室溫下超聲15分鐘，攪拌2小時(shí)，從室溫緩慢升溫至70'C,在恒溫條件下繼續(xù)攪拌l小時(shí)，所述的均勻混合而成的二氧化硅溶膠是將F-127、無水乙醇、O.IM的鹽酸水溶液和1，3，5-三甲苯的混合液倒入到無水乙醇、正硅酸乙脂、二次水和0.5mL的0.06M鹽酸水溶液的混合體系中，從室溫升溫至70'C,在恒溫條件下繼續(xù)攪拌1小時(shí)。所述的介孔二氧化硅修飾的二氧化鈦高活性光催化劑的合成方法，所述的再向燒杯中加入二氧化硅溶膠是將每個(gè)高壓反應(yīng)釜中的膏狀納米二氧化鈦轉(zhuǎn)移到IOOmL的燒杯中，再向燒杯中加入不同體積的濃度分別為0.3%-7%的系列介孔二氧化硅溶膠，攪拌1小時(shí)，所述的加熱是以每分鐘10'C的速度從室溫升到70'C,在恒溫下連續(xù)攪拌，蒸發(fā)溶劑，直至粘稠。所述的介孔二氧化硅修飾的二氧化鈦高活性光催化劑的合成方法，所述的干燥是在干燥箱中100'C溫度下干燥6小時(shí)，然后研磨，所述的焙燒是在馬氟爐中焙燒，在升溫速率為10'C/min的條件下升溫，焙燒溫度分別為700'C和800。C，焙燒時(shí)間均為2小時(shí)，最終得到經(jīng)不同溫度熱處理的不同量介孔二氧化硅修飾的納米二氧化鈦粉末。這個(gè)技術(shù)方案有以下有益效果1.本發(fā)明通過介孔二氧化硅表面修飾實(shí)現(xiàn)了髙活性納米二氧化鈦光催化劑的合成。2.本發(fā)明合成過程工藝簡(jiǎn)單、反應(yīng)條件溫和、操作方便、成本低，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。3.本發(fā)明所構(gòu)建的新型納米結(jié)構(gòu)復(fù)合材料表現(xiàn)出了結(jié)構(gòu)的新穎性，是介孔結(jié)構(gòu)和零維單元結(jié)構(gòu)的有機(jī)復(fù)合。這種新型納米結(jié)構(gòu)材料不僅為結(jié)構(gòu)理論研究提供條件，而且可能有利于材料在多方面性能的提高。也將為設(shè)計(jì)合成其它半導(dǎo)體復(fù)合結(jié)構(gòu)材料提供新的思路和方法。4.本發(fā)明通過介孔二氧化硅的表面修飾，改善了傳統(tǒng)的二氧化鈦納米粒子易團(tuán)聚的缺點(diǎn)，并增大了比表面積，同時(shí)有效地提高了銳鈦礦相二氧化鈦的結(jié)晶度，最終導(dǎo)致光催化性能得到明顯改善，甚至超過國(guó)際商品P-25型二氧化釹的，這種介孔二氧化硅表面修飾的二氧化鈦高活性光催化劑擁有很高的開發(fā)使用價(jià)值。5.本發(fā)明中所合成的介孔二氧化硅修飾的二氧化鈦高活性光催化劑的性質(zhì)表征主要有X-射線衍射分析(用來分析相結(jié)構(gòu)和相組成)，比表面積測(cè)定儀(用來分析比表面積)，氮?dú)馕矫摳降葴鼐€(分析孔徑結(jié)構(gòu))和光催化降解實(shí)驗(yàn)(評(píng)估光催化活性)。附圖1是不同溫度熱處理的納米二氧化鈦的XRD衍射圖。從圖可見，未經(jīng)熱處理過的二氧化鈦為銳鈦礦相，隨著熱處理溫度升高，XRD衍射峰逐漸增強(qiáng)，意味著銳鈦礦相的結(jié)晶度逐漸升高。但是當(dāng)熱處理溫度為550'C時(shí)，少量金紅石開始出現(xiàn)，說明此時(shí)銳鈦礦開始向金紅石轉(zhuǎn)變。再繼續(xù)提高熱處理溫度，金紅石含量逐漸增加，當(dāng)熱處理溫度為850'C時(shí)，已經(jīng)完全轉(zhuǎn)變?yōu)榻鸺t石相。二氧化鈦從550-850'C完成了整個(gè)相轉(zhuǎn)變過程。附圖2是經(jīng)700'C熱處理的不同量介孔二氧化硅表面修飾的納米二氧化鈦粉末的XRD衍射圖。附圖3是經(jīng)800-C熱處理的不同量介孔二氧化硅表面修飾的納米二氧化鈦粉末的XRD衍射圖。從圖2和圖3可見，在較高溫度(〉550'C)熱處理下,表面修飾介孔二氧化硅的量較低時(shí)，二氧化鈦中出現(xiàn)了少量的金紅石相，但仍然以銳鈦礦相為主。隨著表面修飾的介孔二氧化硅的量增加，金紅石相的量逐漸較少，甚至消失。但是未修飾的二氧化鈦樣品幾乎已經(jīng)完全轉(zhuǎn)變成了金紅石相，充分說明了介孔二氧化硅的表面修飾能夠顯著地抑制二氧化鈦由銳鈦礦向金紅石的轉(zhuǎn)變，且隨著二氧化硅量的增加，抑制相變效果越來越顯著。另外，在2G^31。處有一微弱的XRD衍射峰，表明樣品中含有微量的板鈦礦相，意味著能夠獲得銳鈦礦、金紅石和板鈦礦的三相共存的混晶納米二氧化鈦粉末，這將可能有利于光催化活性的提高。附圖4是經(jīng)800'C熱處理的396介孔二氧化硅表面修飾的納米二氧化鈦的氮?dú)馕矫摳降葴鼐€。從圖中可以看出脫附過程與吸附過程的等溫線并不完全重合，形成一個(gè)明顯滯后圈。證明了樣品中多孔結(jié)構(gòu)的存在。而脫附分支在中等大小相對(duì)壓力處有一陡的變化，意味著具有細(xì)頸和廣體的管子或墨水瓶形狀的多孔結(jié)構(gòu)。附圖5是經(jīng)800'C熱處理的3%介孔二氧化硅表面修飾的納米二氧化鈦的孔徑分布曲線，可以看出納米二氧化鈦表面的介孔二氧化硅的孔徑為2-3rnn,而圖5中3-12nm的孔是由二氧化鈦納米粒子堆積而成的。表1是經(jīng)700'C和800'C熱處理的不同量介孔二氧化硅表面修飾的納米二氧化鈦的、550'C熱處理的納米二氧化鈦的和國(guó)際商品P-25型二氧化鈦的比表面積?？梢娊榭锥趸璧谋砻嫘揎椖軌蜻m當(dāng)?shù)靥岣呒{米二氧化鈦的比表面積。表2是羅丹明B水溶液在700'C焙燒的不同量介孔二氧化硅表面修飾的二氧化鈦上的光催化降解率。在光催化反應(yīng)過程中，是以150W氙燈為光源，使用0.1g所制備的二氧化光催化劑和50mL濃度為10mg/L的羅丹明B水溶液體系，光照1小時(shí)，利用約在553nm的可見特征吸收值來檢測(cè)羅丹朋B的濃度。表3是羅丹明B水溶液在800'C焙燒的不同量介孔二氧化硅表面修飾的二氧化鈦上的光催化降解率。從表2和表3可以看出，在較高溫度熱處理下，隨著修飾介孔二氧化硅量的增加，吸附降解逐漸增加，同時(shí)降解率也逐漸增加。經(jīng)介孔二氧化硅修飾的納米二氧化鈦的光催化活性遠(yuǎn)遠(yuǎn)地優(yōu)越于經(jīng)550'C熱處理的未修飾的納米二氧化鈦的光催化活性，甚至超過了國(guó)際商品P-25型二氧化鈦的。表l經(jīng)700'C和800'C熱處理的不同量介孔二氧化硅修飾的納米二氧化鈦的比表面積<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>ST-X-Y:T表示二氧化鈦；ST表示介孔二氧化硅修飾的二氧化鈦；X表示介孔二氧化硅修飾的百分含量；Y表示熱處理溫度；P-25表示國(guó)際商品P-25型二氧化鈦。表2羅丹明B水溶液在700'C熱處理的不同量介孔二氧化硅修飾的二氧化鈦上的降解率<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>ST-X-Y:T表示二氧化鈦；ST表示介孔二氧化硅修飾的二氧化釹；X表示介孔二氧化硅修飾的百分含量；Y表示熱處理溫度；P-25表示國(guó)際商品P-25型二氧化鈦。表3羅丹明B水溶液在800'C焙燒的不同量介孔二氧化硅表面修飾的二氧化鈦上的降解率<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>ST-X-Y:ST表示介孔二氧化硅修飾的二氧化鈦；X表示介孔二氧化硅修飾的百分含量；Y表示熱處理溫度。綜上所述，經(jīng)700'C或800'C熱處理的適量介孔二氧化硅表面修飾的二氧化鈦的光催化活性明顯地高于未修飾的經(jīng)55(TC熱處理的二氧化鈦的光催化活性，甚至超過了P-25型二氧化鈦的。根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道及前面的XRD和表面積表征結(jié)果可以推斷，經(jīng)適量介孔二氧化硅表面修飾的二氧化鈦的光催化活性的提高與介孔二氧化硅修飾抑制相轉(zhuǎn)變而進(jìn)一步提高結(jié)晶度和比表面積的增加有關(guān)。在保證小粒子尺寸和大比表面積的條件下，結(jié)晶度的提高有利于光生電荷分離，以至于光催化性能得到明顯改善。因此，本發(fā)明通過介孔二氧化硅表面修飾較好地實(shí)現(xiàn)了合成納米二氧化鈦高活性光催化劑的目的，將進(jìn)一步加速其應(yīng)用化進(jìn)程。本發(fā)明的具體實(shí)施例方式實(shí)施例l:介孔二氧化硅修飾的二氧化鈦高活性光催化劑的合成方法，將鈦酸四丁酯和無水乙醇的均勻混合液在劇烈攪拌條件下以每分鐘30滴的速度緩慢地滴入到由無水乙醇，二次蒸餾水和濃硝酸組成的混合體系中，繼續(xù)攪拌2小時(shí)，得到淡黃色的二氧化鈦溶膠，接著將二氧化鈦溶膠以30mL為一單位轉(zhuǎn)移到聚四氟乙烯內(nèi)襯的高壓反應(yīng)釜中，密封，在16(TC的條件下水熱6小時(shí)，冷卻至室溫，倒掉上清液，得到淡黃色的膏狀納米二氧化鈦，然后將膏狀納米二氧化鈦轉(zhuǎn)移到燒杯中，再向燒杯中加入由含有F-127非離子表面活性劑的體系和含有正硅酸乙脂的體系均勻混合而成的二氧化硅溶膠，接著攪拌，加熱，并繼續(xù)攪拌直至粘稠，干燥，研磨，焙燒，得到介孔二氧化硅修飾的納米二氧化鈦粉末。所述的介孔二氧化硅修飾的二氧化鈦高活性光催化劑的合成方法，所述的鈦酸四丁酯和無水乙醇的均勻混合液是在室溫連續(xù)攪拌條件下，將20mL鈦酸四丁酯緩慢地加入到20mL無水乙醇中，繼續(xù)攪拌30分鐘，獲得均勻混合液，所述的無水乙醇，二次蒸餾水和濃硝酸組成的混合體系是在室溫連續(xù)攪拌條件下，將80mL無水乙醇加入到20mL二次蒸餾水中，再加入4mL的70%濃硝酸，繼續(xù)攪拌30分鐘，獲得混合體系。所述的介孔二氧化硅修飾的二氧化鈦高活性光催化劑的合成方法，所述的含有F-127非離子表面活性劑的體系是在室溫下將0.9g的F-127非離子表面活性劑加入到12.71111的無水乙醇中，超聲15分鐘，攪拌2小時(shí)，接著加入2滴0.1M的鹽酸水溶液和0.09g的1，3，5-三甲苯，繼續(xù)攪拌2小時(shí)。所述的介孔二氧化硅修飾的二氧化鈦高活性光催化劑的合成方法，所述的含有正硅酸乙脂的體系是向7.0mL無水乙醇中邊攪拌邊依次滴加1.98mL正硅酸乙脂，0.5mL二次蒸餾水和0.5mL的0.06M鹽酸水溶液，在室溫下超聲15分鐘，攪拌2小時(shí)，從室溫緩慢升溫至70'C，在恒溫條件下繼續(xù)攪拌l小時(shí)，所述的均勻混合而成的二氧化硅溶膠是將F-127、無水乙醇、O.IM的鹽酸水溶液和1,3，5-三甲苯的混合液倒入到無水乙醇、正硅酸乙脂、二次水和0.5mL的0.06M鹽酸水溶液的混合體系中，從室溫升溫至70'C，在恒溫條件下繼續(xù)攪拌1小時(shí)。所述的介孔二氧化硅修飾的二氧化鈦高活性光催化劑的合成方法，所述的再向燒杯中加入二氧化硅溶膠是將每個(gè)高壓反應(yīng)釜中的膏狀納米二氧化鈦轉(zhuǎn)移到IOOmL的燒杯中，再向燒杯中加入不同體積的濃度分別為0.3%-7%的系列介孔二氧化硅溶膠，攪拌1小時(shí)，所述的加熱是以每分鐘10'C的速度從室溫升到70aC,在恒溫下連續(xù)攪拌，蒸發(fā)溶劑，直至粘稠。所述的介孔二氧化硅修飾的二氧化鈦高活性光催化劑的合成方法，所述的干燥是在干燥箱中100'C溫度下干燥6小時(shí)，然后研磨，所述的焙燒是在馬氟爐中焙燒，在升溫速率為10■€/min的條件下升溫，焙燒溫度分別為700'C和800-C，焙燒時(shí)間均為2小時(shí)，最終得到經(jīng)不同溫度熱處理的不同量介孔二氧化硅修飾的納米二氧化鈦粉末。實(shí)施例2:介孔二氧化硅修飾的二氧化鈦高活性光催化劑的合成方法，將鈦酸四丁酯和無水乙醇的均勻混合液在劇烈攪拌條件下以每分鐘30滴的速度緩慢地滴入到由無水乙醇，二次蒸餾水和濃硝酸組成的混合體系中，繼續(xù)攪拌2小時(shí)，得到淡黃色的二氧化鈦溶膠，接著將二氧化鈦溶膠以30mL為一單位轉(zhuǎn)移到聚四氟乙烯內(nèi)襯的高壓反應(yīng)釜中，密封，在160'C的條件下水熱6小時(shí)，冷卻至室溫，倒掉上清液，得到淡黃色的膏狀納米二氧化鈦，然后將膏狀納米二氧化鈦轉(zhuǎn)移到燒杯中，再向燒杯中加入由含有F-127非離子表面活性劑的體系和含有正硅酸乙脂的體系均勻混合而成的二氧化硅溶膠，接著攪拌，加熱，并繼續(xù)攪拌直至粘稠，干燥，研磨，焙燒，得到介孔二氧化硅修飾的納米二氧化鈦粉末。實(shí)施例3:所述的介孔二氧化硅修飾的二氧化鈦高活性光催化劑的合成方法，所述的鈦酸四丁酯和無水乙醇的均勾混合液是在室溫連續(xù)攪拌條件下，將20mL鈦酸四丁酯緩慢地加入到20mL無水乙醇中，繼續(xù)攪拌30分鐘，獲得均勻混合液，所述的無水乙醇，二次蒸餾水和濃硝酸組成的混合體系，是在室溫連續(xù)攪拌條件下，將80mL無水乙醇加入到20mL二次蒸餾水中，再加入4mL的70%濃硝酸，繼續(xù)攪拌30分鐘，獲得混合體系。實(shí)施例4:所述的介孔二氧化硅修飾的二氧化鈦高活性光催化劑的合成方法，所述的含有F-127非離子表面活性劑的體系是在室溫下將0.9g的F-127非離子表面活性劑加入到12.7mL的無水乙醇中，超聲15分鐘，攪拌2小時(shí)，接著加入2滴0.1M的鹽酸水溶液和0.09g的1，3，5-三甲苯，繼續(xù)攪拌2小時(shí)。實(shí)施例5:所述的介孔二氧化硅修飾的二氧化鈦高活性光催化劑的合成方法，所述的含有正硅酸乙脂的體系是向7.0mL無水乙醇中邊攪拌邊依次滴加1.98mL正硅酸乙脂，0.5mL二次蒸餾水和0.5mL的0.06M鹽酸水溶液，在室溫下超聲15分鐘，攪拌2小時(shí)，從室溫緩慢升溫至70'C,在恒溫條件下繼續(xù)攪拌l小時(shí)，所述的均勻混合而成的二氧化硅溶膠是將F-127、無水乙醇、O.IM的鹽酸水溶液和1,3,5-三甲苯的混合液倒入到無水乙醇、正硅酸乙脂、二次水和0.5mL的0.06M鹽酸水溶液的混合體系中，從室溫升溫至70'C,在恒溫條件下繼續(xù)攪拌1小時(shí)。實(shí)施例6:所述的介孔二氧化硅修飾的二氧化鈦高活性光催化劑的合成方法，所述的再向燒杯中加入二氧化硅溶膠是將每個(gè)高壓反應(yīng)釜中的膏狀納米二氧化鈦轉(zhuǎn)移到IOOmL的燒杯中，再向燒杯中加入不同體積的濃度分別為0.3%-7%的系列介孔二氧化硅溶膠，攪拌1小時(shí)，所述的加熱是以每分鐘10'C的速度從室溫升到70'C，在恒溫下連續(xù)攪拌，蒸發(fā)溶劑，直至粘稠。實(shí)施例7:所述的介孔二氧化硅修飾的二氧化鈦高活性光催化劑的合成方法，所述的干燥是在干燥箱中100'C溫度下干燥6小時(shí)，然后研磨，所述的焙燒是在馬氟爐中焙燒，在升溫速率為10'C/min的條件下升溫，焙燒溫度分別為700'C和800r,焙燒時(shí)間均為2小時(shí)，最終得到經(jīng)不同溫度熱處理的不同量介孔二氧化硅修飾的納米二氧化鈦粉末。權(quán)利要求1.一種介孔二氧化硅修飾的二氧化鈦高活性光催化劑的合成方法，其特征是將鈦酸四丁酯和無水乙醇的均勻混合液在劇烈攪拌條件下以每分鐘30滴的速度緩慢地滴入到由無水乙醇，二次蒸餾水和濃硝酸組成的混合體系中，繼續(xù)攪拌2小時(shí)，得到淡黃色的二氧化鈦溶膠，接著將二氧化鈦溶膠以30mL為一單位轉(zhuǎn)移到聚四氟乙烯內(nèi)襯的高壓反應(yīng)釜中，密封，在160℃的條件下水熱6小時(shí)，冷卻至室溫，倒掉上清液，得到淡黃色的膏狀納米二氧化鈦，然后將膏狀納米二氧化鈦轉(zhuǎn)移到燒杯中，再向燒杯中加入由含有F-127非離子表面活性劑的體系和含有正硅酸乙脂的體系均勻混合而成的二氧化硅溶膠，接著攪拌，加熱，并繼續(xù)攪拌直至粘稠，干燥，研磨，焙燒，得到介孔二氧化硅修飾的納米二氧化鈦粉末。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的介孔二氧化硅修飾的二氧化鈦高活性光催化劑的合成方法，其特征是所述的鈦酸四丁酯和無水乙醇的均勻混合液是在室溫連續(xù)攪拌條件下，將20mL鈦酸四丁酯緩慢地加入到20mL無水乙醇中，繼續(xù)攪拌30分鐘，獲得均勻混合液，所述的無水乙醇，二次蒸餾水和濃硝酸組成的混合體系，是在室溫連續(xù)攪拌條件下，將80mL無水乙醇加入到.20mL二次蒸餾水中，再加入4mL的70%濃硝酸，繼續(xù)攪拌30分鐘，獲得混合體系。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的介孔二氧化硅修飾的二氧化鈦高活性光催化劑的合成方法，其特征是所述的含有F-127非離子表面活性劑的體系是在室溫下將0.9g的F-127非離子表面活性劑加入到12.7mL的無水乙醇中，超聲15分鐘，攪拌2小時(shí)，接著加入2滴0.1M的鹽酸水溶液和0.09g的1，3，5-三甲苯，繼續(xù)攪拌2小時(shí)。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的介孔二氧化硅修飾的二氧化鈦高活性光催化劑的合成方法，其特征是所述的含有正硅酸乙脂的體系是向7.0mL無水乙醇中邊攪拌邊依次滴加1.98mL正硅酸乙脂，0.5mL二次蒸餾水和0.5mL的0.06M鹽酸水溶液，在室溫下超聲15分鐘，攪拌2小時(shí)，從室溫緩慢升溫至70'C，在恒溫條件下繼續(xù)攪拌1小時(shí)，所述的均勻混合而成的二氧化硅溶膠是將F-127、無水乙醇、0.1M的鹽酸水溶液和1，3,5-三甲苯的混合液倒入到無水乙醇、正硅酸乙脂、二次水和0.5mL的0.06M鹽酸水溶液的混合體系中，從室溫升溫至70'C,在恒溫條件下繼續(xù)攪拌1小時(shí)。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的介孔二氧化硅修飾的二氧化鈦高活性光催化劑的合成方法，其特征是所述的含有正硅酸乙脂的體系是向7.0mL無水乙醇中'邊攪拌邊依次滴加1.98mL正硅酸乙脂，0.5mL二次蒸餾水和0.5mL的0.06M鹽酸水溶液，在室溫下超聲15分鐘，攪拌2小時(shí)，從室溫緩慢升溫至70'C,在恒溫條件下繼續(xù)攪拌1小時(shí)，所述的均勻混合而成的二氧化硅溶膠是將F-127、無水乙醇、0.1M的鹽酸水溶液和1,3,5-三甲苯的混合液倒入到無水乙醇、正硅酸乙脂、二次水和0.5mL的0.06M鹽酸水溶液的混合體系中，從室溫升溫至70'C,在恒溫條件下繼續(xù)攪拌1小時(shí)。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或5所述的介孔二氧化硅修飾的二氧化鈦高活性光催化劑的合成方法，其特征是所述的再向燒杯中加入二氧化硅溶膠是將每個(gè)高壓反應(yīng)釜中的膏狀納米二氧化鈦轉(zhuǎn)移到100mL的燒杯中，再向燒杯中加入不同體積的濃度分別為0.3%-796的系列介孔二氧化硅溶膠，攪拌l小時(shí)，所述的加熱是以每分鐘IO'C的速度從室溫升到70'C，在恒溫下連續(xù)攪拌，蒸發(fā)溶劑，直至粘稠。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的介孔二氧化硅修飾的二氧化鈦高活性光催化劑的合成方法，其特征是所述的再向燒杯中加入的二氧化硅溶膠是將每個(gè)高壓反應(yīng)釜中的膏狀納米二氧化釹轉(zhuǎn)移到100mL的燒杯中，再向燒杯中加入不同體積的濃度分別為0.3%-7%的系列介孔二氧化硅溶膠，攪拌1小時(shí)，所述的加熱是以每分鐘IO'C的速度從室溫升到70'C,在恒溫下連續(xù)攪拌，蒸發(fā)溶劑，直至粘稠。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的介孔二氧化硅修飾的二氧化鈦高活性光催化劑的合成方法，其特征是所述的再向燒杯中加入的二氧化硅溶膠是將每個(gè)高壓反應(yīng)釜中的膏狀納米二氧化鈦轉(zhuǎn)移到100mL的燒杯中，再向燒杯中加入不同體積的濃度分別為0.3%-7%的系列介孔二氧化硅溶膠，攪拌l小時(shí)，所述的加熱是以每分鐘IO'C的速度從室溫升到70'C，在恒溫下連續(xù)攪拌，蒸發(fā)溶劑，直至粘稠。9.根據(jù)權(quán)利要求1或2或5或7或8所述的介孔二氧化硅修飾的二氧化鈦高活性光催化劑的合成方法，其特征是所述的干燥是在干燥箱中100'C溫度下干燥6小時(shí)，然后研磨，所述的焙燒是在馬氟爐中焙燒，在升溫速率為10'C/min的條件下升溫，焙燒溫度分別為700'C和800'C,焙燒時(shí)間均為2小時(shí)，最終得到經(jīng)不同溫度熱處理的不同量介孔二氧化硅修飾的納米二氧化鈦粉末。10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的介孔二氧化硅修飾的二氧化鈦高活性光催化劑的合成方法，其特征是所述的干燥是在干燥箱中100'C溫度下干燥6小時(shí)，然后研磨，所述的焙燒是在馬氟爐中焙燒，在升溫速率為10'C/min的條件下升溫，焙燒溫度分別為700'C和800'C，焙燒時(shí)間均為2小時(shí)，最終得到經(jīng)不同溫度熱處理的不同量介孔二氧化硅修飾的納米二氧化鈦粉末。全文摘要介孔二氧化硅修飾的二氧化鈦高活性光催化劑的合成方法，納米二氧化鈦是一種重要的無機(jī)半導(dǎo)體功能材料，表面修飾是一種經(jīng)常被采用的改性方法，但尚未見到采用介孔二氧化硅對(duì)納米二氧化鈦進(jìn)行表面修飾的報(bào)道。將鈦酸四丁酯和無水乙醇的均勻混合液在劇烈攪拌條件下緩慢地滴入到由無水乙醇，二次蒸餾水和濃硝酸組成的混合體系中，攪拌，得到淡黃色的二氧化鈦溶膠，接著將溶膠轉(zhuǎn)移到高壓反應(yīng)釜中，密封，水熱冷卻至室溫，倒掉上清液，得到膏狀納米二氧化鈦，然后將其轉(zhuǎn)移到燒杯中，再加入二氧化硅溶膠，經(jīng)過攪拌，干燥，研磨，焙燒而得到介孔二氧化硅修飾的納米二氧化鈦粉末。本發(fā)明用作催化劑的合成。文檔編號(hào)B01J21/00GK101371980SQ20071007268公開日2009年2月25日申請(qǐng)日期2007年8月21日優(yōu)先權(quán)日2007年8月21日發(fā)明者井立強(qiáng),付宏剛,崔虎成,康傳紅,蘇海嬌,桐郭申請(qǐng)人:黑龍江大學(xué)