專利名稱：一種納米焦磷酸氧鈦光觸媒及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光觸媒，具體是一種納米焦磷酸氧鈦光觸媒及其制備方法。
背景技術(shù)：
二氧化鈦、二氧化鋯、氧化鋅、氧化錫、硫化鎘等光催化材料(又稱光觸媒)在紫外 光照射下，其價(jià)帶上的電子(e_)可被激發(fā)躍遷到導(dǎo)帶，在價(jià)帶上產(chǎn)生相應(yīng)的空穴(h+)，同 時(shí)生成具有極強(qiáng)氧化作用的活性氧和氫氧自由基，能將有機(jī)染料、甲醛、苯與苯系物、氨、揮 發(fā)性有機(jī)物(TVOC)、細(xì)菌等氧化分解成無害的C02、H2O等對(duì)人體無毒害的物質(zhì)。但上述光 觸媒要產(chǎn)生較高的光催化效率，通常需要采用波長在400nm以下的紫外光源作為激發(fā)源， 若需要光觸媒在短時(shí)間內(nèi)快速高效地發(fā)揮光催化氧化去除污染物的作用，則需要以波長小 于300nm的中短波長紫外光作為激發(fā)源。這樣會(huì)帶來兩個(gè)明顯的不良影響其一是眾所周 知的紫外光輻照對(duì)人的危害性，即人在長時(shí)間暴露在紫外光特別是中短波長紫外光下時(shí)， 會(huì)直接損傷人的皮膚與皮下組織細(xì)胞中的DNA，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致細(xì)胞突變等惡性后果，因此這極 大地限制了前述光催化材料在人們生活與工作場(chǎng)所(如家居與辦公室內(nèi)、醫(yī)院、學(xué)校、酒店 等)的應(yīng)用；其二是采用紫外光發(fā)生裝置，特別是在大面積長時(shí)間使用時(shí)，會(huì)消耗較多的電 能。
此外，氧化鋅、氧化錫、硫化鎘等光觸媒的化學(xué)穩(wěn)定性較差，遇酸、堿環(huán)境容易變質(zhì) 而失去光催化活性，諸如硫化鎘變質(zhì)后還將釋放出對(duì)人體和環(huán)境有害的鎘元素，造成環(huán)境 的二次污染。
因此，開發(fā)可利用自然光源作為激發(fā)源、化學(xué)穩(wěn)定性好、沒有二次污染的新型光觸 媒，是光催化領(lǐng)域的重要發(fā)展方向之一。考慮到日光具有存在廣泛、清潔、豐富、再生性強(qiáng)等 優(yōu)點(diǎn)，日光的有效利用非常有利于緩解地球能源枯竭壓力和減少環(huán)境污染，聯(lián)合國已經(jīng)將 新型納米光觸媒的開發(fā)列為21世紀(jì)太陽能利用計(jì)劃的重要組成部分。
目前，含鈦物質(zhì)中以氧化鈦的化學(xué)穩(wěn)定性好、紫外光催化氧化性能突出，是最早應(yīng) 用于光催化領(lǐng)域的材料之一，但需要功率較高的紫外光持續(xù)照射激發(fā)才能體現(xiàn)出較強(qiáng)的光 催化活性，其應(yīng)用受到了極大的限制；國內(nèi)公開的發(fā)明專利[孔繼周，李愛東，吳迪，等.一 種鈦酸鋅光催化劑、其制備方法及應(yīng)用.CN101337182，2009-1-7]報(bào)道了一種新型的鈦酸 鋅復(fù)合氧化物光催化劑，該催化劑在太陽光照射下對(duì)污水中有機(jī)染料體現(xiàn)出優(yōu)良的光催化 性能。此外，含鈦的磷酸鈦氧鉀(KTP)晶體是一種優(yōu)良的非線性光學(xué)晶體，被用于制作電子 倍頻器；磷酸鈦則已經(jīng)作為乙烷氧化成乙烯的工業(yè)催化劑在應(yīng)用。這兩種含鈦磷酸鹽的光 催化性能與應(yīng)用則未見任何報(bào)道。
基于氧化鈦中鈦元素的光催化活性，以及磷酸氧鈦對(duì)有機(jī)物乙烷所體現(xiàn)出的催化 氧化活性，本發(fā)明成功開發(fā)了一種納米焦磷酸氧鈦新型光觸媒，該納米焦磷酸氧鈦新型光 觸媒的化學(xué)穩(wěn)定性好，且本發(fā)明同時(shí)公開的其制備方法簡(jiǎn)單易控，更重要的是，該新型納米 光觸媒在日光和接近可見光的弱的長波紫外光照射下，體現(xiàn)出對(duì)有機(jī)染料污染廢水中的甲 基橙、甲基紫、羅丹明B具有優(yōu)良的光催化氧化降解能力，證實(shí)了所發(fā)明的納米焦磷酸氧鈦是一種對(duì)日光和弱紫外光具有光催化響應(yīng)的新型光觸媒。本發(fā)明公開的納米焦磷酸氧鈦新 型光觸媒及其制備方法以及在有機(jī)污染廢水凈化領(lǐng)域的應(yīng)用還未見有任何相關(guān)報(bào)道，而且 本發(fā)明所開發(fā)的納米焦磷酸氧鈦新型光觸媒在空氣污染的光催化治理領(lǐng)域也具有潛在的 廣闊應(yīng)用前景。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于以無機(jī)或有機(jī)鈦原料、無機(jī)或有機(jī)磷原料，水或醇為溶劑，水溶 性或醇溶性好的表面活性劑為分散劑，采用簡(jiǎn)便可控的工藝流程制備出對(duì)水中有機(jī)染料具 有優(yōu)異的光降解活性的納米焦磷酸氧鈦光觸媒，為含有機(jī)染料污水的凈化治理提供新的高 活性材料及其新的制備途徑。
1、本發(fā)明所述的一種納米焦磷酸氧鈦新型光觸媒
本發(fā)明的第一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)在于成功開發(fā)出了在日光或紫外光照射下對(duì)有機(jī)染料 具有優(yōu)良光催化降解性能的納米焦磷酸氧鈦新型光觸媒，是由純的磷酸氧鈦超細(xì)粉體構(gòu) 成，超細(xì)粉體的尺寸為10 60nm，尤其是采用日光作為催化降解光源、光催化材料用量為3 克/升時(shí)，兩小時(shí)對(duì)15毫克/升甲基橙污水的降解率為82.3%，三小時(shí)降解率達(dá)到95.5%， 五小時(shí)降解率接近100%，這表明在利用日光的節(jié)能模式下，本發(fā)明所制備的納米焦磷酸氧 鈦新型光觸媒即體現(xiàn)出極佳的光催化降解性能。
納米焦磷酸氧鈦光觸媒的光降解性能，是在下述條件下進(jìn)行將所制備的納米焦 磷酸氧鈦光觸媒加入含有機(jī)染料的水溶液中，其中有機(jī)染料選自甲基橙、甲基紫或羅丹明 B，有機(jī)染料的濃度為5 50毫克/升，優(yōu)選10 30毫克/升，光催化材料的用量是0. 5 10克/升，優(yōu)選1 5克/升，降解光源為日光或紫外光，降解時(shí)間為1 6小時(shí)，優(yōu)選2 5小時(shí)，降解過程在常溫環(huán)境中進(jìn)行。用分光光度計(jì)測(cè)定含有機(jī)染料的水溶液在光催化降解 之前與之后的濃度變化，通過計(jì)算降解前的有機(jī)染料濃度(即初始濃度)減去降解后的有 機(jī)染料濃度，所得到的濃度差值再除以有機(jī)染料降解前的濃度(即初始濃度)，即得到所制 備的納米焦磷酸氧鈦光觸媒對(duì)上述有機(jī)染料污水的降解率。
2、本發(fā)明所述的一種納米焦磷酸氧鈦新型光觸媒，其制備方法包括以下步驟
(一)以事先溶入一定量表面活性劑的去離子水或無水乙醇作為溶劑，分別將鈦 源溶于含表面活性劑的去離子水或無水乙醇中，溶解過程持續(xù)攪拌得到含鈦的溶液A，其中 鈦的濃度為0. 1 1. 1摩爾/升；
(二)在攪拌條件下，向步驟(一)制得的溶液A中加入適量的堿性水溶液，加入 的堿性水溶液的濃度為0. 5 5摩爾/升，加入堿性水溶液的體積按計(jì)算式堿性水溶液體 積=溶液A的體積X鈦濃度+堿性水溶液濃度X 4計(jì)算，全部加入后再繼續(xù)攪拌一定時(shí) 間，得黃色或白色油狀懸浮液B ；
(三)在攪拌條件下，向步驟(二)中制得的油狀懸浮液B中加入濃度為1 5摩 爾/升的過氧化氫水溶液，加入的過氧化氫的物質(zhì)的量與溶液A中鈦的物質(zhì)的量相等，全部 加入后再繼續(xù)攪拌一定時(shí)間，得油狀懸浮液C ；
(四)將磷源溶入去離子水或無水乙醇中，配制成磷的濃度為0.1 1. 1摩爾/升 的含磷溶液，按照鈦/磷摩爾比=1準(zhǔn)確量取含磷溶液并在攪拌條件下加入油狀懸浮液C 中，全部加入后再繼續(xù)攪拌5 60分鐘，15 30°C靜置陳化0. 5 3天后，分別用去離子水和無水乙醇分別超聲洗滌、離心分離去除清液，將洗滌與離心分離操作重復(fù)3 6次；
(五)將(四)中分離出來的漿料在g0 150°C烘制1 5小時(shí)得膨松前驅(qū)物， 前驅(qū)物在空氣或氧氣氛圍中300 500°C焙燒2 6小時(shí)，球磨制得粒徑為10 60nm的納 米焦磷酸氧鈦白色超細(xì)粉末。
上述制備方法所述步驟(一)中的表面活性劑選自PVP、P123、CTAB, PEG、羥乙基 纖維素、羥丙基甲基纖維素、聚丙烯酸鈉、檸檬酸鈉中的一種或幾種。
上述制備方法所述步驟(一)中的鈦源選自三氯化鈦、四氯化鈦、鈦酸乙酯、鈦酸 四異丙酯、鈦酸丁酯中的任意一種。
上述制備方法所述步驟(一)配制的溶液A中的鈦的濃度優(yōu)選0.5 1.0摩爾/升。
上述制備方法所述步驟(二)中的堿性水溶液選自氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液、 氨水中的一種或幾種。堿性水溶液的濃度優(yōu)選1 3摩爾/升。堿性水溶液全部加入后的 攪拌時(shí)間為3 30分鐘，優(yōu)選5 10分鐘。
上述制備方法所述步驟(三)中的過氧化氫溶液的濃度優(yōu)選1. 5 3摩爾/升。 過氧化氫溶液全部加入后的攪拌時(shí)間為3 30分鐘，優(yōu)選5 10分鐘。
上述制備方法所述步驟(四)中的磷源選自磷酸、磷酸鈉、磷酸鉀、磷酸銨、磷酸氫 鈉、磷酸二氫鈉、磷酸氫鉀、磷酸二氫鉀、磷酸氫銨、磷酸二氫銨、焦磷酸、焦磷酸氫鈉、焦磷 酸二氫鈉、焦磷酸鉀、焦磷酸氫鉀、焦磷酸二氫鉀、焦磷酸銨、焦磷酸氫銨、焦磷酸二氫銨、磷 酸甲酯、磷酸乙酯、磷酸丙酯、磷酸丁酯、亞磷酸甲酯、亞磷酸二乙酯、亞磷酸三乙酯中的任 意一種。所配制的含磷溶液中的磷的濃度優(yōu)選0.3 0.8摩爾/升。含磷溶液全部加入后 的攪拌時(shí)間優(yōu)選10 30分鐘。靜置陳化的溫度優(yōu)選20 25°C，靜置陳化時(shí)間優(yōu)選1 2 天。
上述制備方法所述步驟(五)中的漿料烘制溫度優(yōu)選90 100°C，烘制時(shí)間優(yōu)選 2 3小時(shí)。焙燒溫度優(yōu)選350 450°C，焙燒時(shí)間優(yōu)選3 5小時(shí)。
有益效果
本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)在于所采用的制備工藝簡(jiǎn)單易控，適合批量制備粒徑為納米尺 寸、顆粒分散均勻的納米焦磷酸氧鈦新型光觸媒，而且所制備的納米焦磷酸氧鈦光觸媒在 水與空氣中理化性質(zhì)穩(wěn)定，為環(huán)境友好材料，容易回收重復(fù)利用，使用成本較低，在工業(yè)有 機(jī)物污染廢水與有機(jī)物污染空氣的凈化處理領(lǐng)域具有顯著的應(yīng)用價(jià)值。


圖1、納米焦磷酸氧鈦晶相的X-射線譜圖(XRD譜圖)
圖2、納米焦磷酸氧鈦微觀形貌的掃描電子顯微鏡照片(SEM照片)
圖3、日光照射、催化材料用量2克/升時(shí)25毫克/升羅丹明B污水的降解率隨降 解時(shí)間的變化曲線
圖4、日光照射、催化材料用量3克/升、降解時(shí)間為3小時(shí)時(shí)污水中甲基橙濃度對(duì) 降解率的影響
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所涉及納米焦磷酸氧鈦新型光觸媒的制備及其光催化 降解應(yīng)用作進(jìn)一步說明。
實(shí)施例1
將2. 0克PVP加入去離子水中，常溫?cái)嚢柚镣耆芙?，再?7. 25克20 %的三氯化 鈦溶于含PVP的去離子水中，補(bǔ)充去離子水使溶液體積達(dá)到1升即得到鈦濃度為0. 1摩爾 /升的溶液A，隨后在攪拌下向制得的溶液A中加入800毫升濃度為0. 5摩爾/升的氫氧化 鈉水溶液，氫氧化鈉溶液全部加入后繼續(xù)攪拌5分鐘，得黃色油狀懸浮液B ；接著在攪拌下 向懸浮液B中加入100毫升濃度為1摩爾/升的過氧化氫水溶液，待過氧化氫全部加入后 再繼續(xù)攪拌10分鐘，得淡黃色油狀懸浮液C ；再將1000. 0毫升濃度為0. 1摩爾/升的磷酸 在攪拌下加入懸浮液C中，待磷酸全部加入后繼續(xù)攪拌10分鐘，15°C靜置陳化0. 5天，重復(fù) 用去離子水和無水乙醇分別超聲洗滌、離心分離3次，最后將分離出來的漿料在80°C烘5小 時(shí)得膨松前驅(qū)物，前驅(qū)物在300°C空氣氛圍中焙燒6小時(shí)，球磨即制得粒徑約為12nm的納米 焦磷酸氧鈦白色超細(xì)粉末。
將上述制備的納米焦磷酸氧鈦超聲分散于5毫克/升的甲基橙水溶液中，磷酸氧 鈦的含量為0. 5克/升，攪拌下以日光照射2小時(shí)，甲基橙的降解率為75. 5%。
實(shí)施例2
將4. 6克聚丙烯酸鈉加入去離子水中，室溫下攪拌至完全溶解，再將475克20%的 四氯化鈦溶于含聚丙烯酸鈉的去離子水中，補(bǔ)充去離子水使溶液體積達(dá)到1升即得到鈦濃 度為0. 5摩爾/升的溶液A，隨后在攪拌下向制得的溶液A中加入2000毫升濃度為1. 0摩 爾/升的氨水，氨水全部加入后繼續(xù)攪拌10分鐘，得白色油狀懸浮液B ；接著在攪拌下向懸 浮液B中加入250毫升濃度為2摩爾/升的過氧化氫水溶液，待過氧化氫全部加入后再繼 續(xù)攪拌15分鐘，得白色油狀懸浮液C ；再將500. 0毫升濃度為0. 5摩爾/升的焦磷酸氫鈉 在攪拌下加入懸浮液C中，待焦磷酸氫鈉全部加入后繼續(xù)攪拌15分鐘，20°C靜置陳化1天， 重復(fù)用去離子水和無水乙醇分別超聲洗滌、離心分離5次，最后將分離出來的漿料在110°C 烘3小時(shí)得膨松前驅(qū)物，前驅(qū)物在350°C空氣氛圍中焙燒5小時(shí)，球磨即制得粒徑約為22nm 的納米焦磷酸氧鈦白色超細(xì)粉末。
將上述制備的納米焦磷酸氧鈦超聲分散于15毫克/升的甲基橙水溶液中，磷酸氧 鈦的含量為3克/升，攪拌下以日光照射2小時(shí)，甲基橙的降解率為82. 3%。
實(shí)施例3
將1. 0克P123加入去離子水中，室溫下攪拌至完全溶解，再將950克20%的四氯 化鈦溶于含P123的去離子水中，補(bǔ)充去離子水使溶液體積達(dá)到1升即得到鈦濃度為1. 0摩 爾/升的溶液A，隨后在攪拌下向制得的溶液A中加入1000毫升濃度為4. 0摩爾/升的氫 氧化鉀水溶液，氫氧化鉀溶液全部加入后繼續(xù)攪拌15分鐘，得白色油狀懸浮液B ；接著在攪 拌下向懸浮液B中加入250毫升濃度為4摩爾/升的過氧化氫水溶液，待過氧化氫全部加 入后再繼續(xù)攪拌15分鐘，得白色油狀懸浮液C ；再將1250. 0毫升濃度為0. 8摩爾/升的磷 酸銨在攪拌下加入懸浮液C中，待磷酸銨全部加入后繼續(xù)攪拌20分鐘，30°C靜置陳化2天， 重復(fù)用去離子水和無水乙醇分別超聲洗滌、離心分離3次，最后將分離出來的漿料在150°C 烘3小時(shí)得膨松前驅(qū)物，前驅(qū)物在400°C空氣氛圍中焙燒4小時(shí)，球磨即制得粒徑約為35nm的納米焦磷酸氧鈦白色超細(xì)粉末。
將上述制備的納米焦磷酸氧鈦超聲分散于25毫克/升的羅丹明B水溶液中，磷酸 氧鈦的含量為2克/升，攪拌下以日光照射4小時(shí)，羅丹明B的降解率為78. 6%。
實(shí)施例4
將1. 8克CTAB加入無水乙醇中，室溫下攪拌至完全溶解，再將277. 8克98%的鈦 酸丁酯溶于含CTAB的無水乙醇中，補(bǔ)充無水乙醇使溶液體積達(dá)到1升即得到鈦濃度為0. 8 摩爾/升的溶液A，隨后在攪拌下向制得的溶液A中加入1600毫升濃度為2. 0摩爾/升的 氨水，氨水全部加入后繼續(xù)攪拌20分鐘，得白色油狀懸浮液B ；接著在攪拌下向懸浮液B中 加入沈6. 7毫升濃度為3摩爾/升的過氧化氫水溶液，待過氧化氫全部加入后再繼續(xù)攪拌 20分鐘，得白色油狀懸浮液C ；再將400. 0毫升濃度為1摩爾/升的焦磷酸在攪拌下加入懸 浮液C中，待焦磷酸全部加入后繼續(xù)攪拌30分鐘，23°C靜置陳化2天，重復(fù)用去離子水和無 水乙醇分別超聲洗滌、離心分離6次，最后將分離出來的漿料在90°C烘5小時(shí)得膨松前驅(qū) 物，前驅(qū)物在400°C空氣氛圍中焙燒3小時(shí)，球磨即制得粒徑約為33nm的納米焦磷酸氧鈦白 色超細(xì)粉末。
將上述制備的納米焦磷酸氧鈦超聲分散于30毫克/升的甲基紫水溶液中，磷酸氧 鈦的含量為2克/升，攪拌下以日光照射4小時(shí)，甲基紫的降解率為85. 5%。
實(shí)施例5
將3. 0克PEG加入無水乙醇中，室溫下攪拌至完全溶解，再將256. 1克98%的鈦酸 乙酯溶于含PEG的無水乙醇中，補(bǔ)充無水乙醇使溶液體積達(dá)到1升即得到鈦濃度為1. 1摩 爾/升的溶液A，隨后在攪拌下向制得的溶液A中加入880毫升濃度為5. 0摩爾/升的氨 水，氨水全部加入后繼續(xù)攪拌30分鐘，得白色油狀懸浮液B ；接著在攪拌下向懸浮液B中加 入220毫升濃度為5摩爾/升的過氧化氫水溶液，待過氧化氫全部加入后再繼續(xù)攪拌30分 鐘，得白色油狀懸浮液C ；再將1375. 0毫升濃度為0. 8摩爾/升的磷酸乙酯在攪拌下加入 懸浮液C中，待磷酸乙酯全部加入后繼續(xù)攪拌50分鐘，25°C靜置陳化3天，重復(fù)用去離子水 和無水乙醇分別超聲洗滌、離心分離6次，最后將分離出來的漿料在90°C烘5小時(shí)得膨松前 驅(qū)物，前驅(qū)物在450°C空氣氛圍中焙燒3. 5小時(shí)，球磨即制得粒徑約為46nm的納米焦磷酸氧 鈦白色超細(xì)粉末。
將上述制備的納米焦磷酸氧鈦超聲分散于40毫克/升的甲基紫水溶液中，磷酸 氧鈦的含量為8克/升，攪拌下以15瓦375納米紫外燈照射3小時(shí)，甲基紫的降解率為 88. 7%。
實(shí)施例6
將2. 8克羥乙基纖維素加入無水乙醇中，室溫下攪拌至完全溶解，再將145. 0克 98%的鈦酸四異丙酯溶于含羥乙基纖維素的無水乙醇中，補(bǔ)充無水乙醇使溶液體積達(dá)到1 升即得到鈦濃度為0. 5摩爾/升的溶液A，隨后在攪拌下向制得的溶液A中加入1000毫升 濃度為2. 0摩爾/升的氨水，氨水全部加入后繼續(xù)攪拌20分鐘，得白色油狀懸浮液B ；接著 在攪拌下向懸浮液B中加入200毫升濃度為2. 5摩爾/升的過氧化氫水溶液，待過氧化氫 全部加入后再繼續(xù)攪拌20分鐘，得白色油狀懸浮液C ；再將625. 0毫升濃度為0. 8摩爾/升 的亞磷酸三乙酯在攪拌下加入懸浮液C中，待亞磷酸三乙酯全部加入后繼續(xù)攪拌60分鐘， 20°C靜置陳化2天，重復(fù)用去離子水和無水乙醇分別超聲洗滌、離心分離6次，最后將分離出來的漿料在100°C烘4小時(shí)得膨松前驅(qū)物，前驅(qū)物在500°C空氣氛圍中焙燒3小時(shí)，球磨 即制得粒徑約為60nm的納米焦磷酸氧鈦白色超細(xì)粉末。
將上述制備的納米焦磷酸氧鈦超聲分散于50毫克/升的甲基紫水溶液中，磷酸 氧鈦的含量為10克/升，攪拌下以15瓦375納米紫外燈照射6小時(shí)，甲基紫的降解率為 96. 8%。
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù) 人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本 發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變 化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其 等效物界定。
權(quán)利要求
1.一種納米焦磷酸氧鈦光觸媒，其特征在于，是由純的磷酸氧鈦超細(xì)粉體構(gòu)成，超細(xì)粉 體的尺寸為10 60nm。
2.—種納米焦磷酸氧鈦光觸媒制備方法，其特征在于由以下方法制備而成，制備步驟 包括(一)以事先溶入一定量表面活性劑的去離子水或無水乙醇作為溶劑，分別將鈦源溶 于含表面活性劑的去離子水或無水乙醇中，溶解過程持續(xù)攪拌得到含鈦的溶液A，其中鈦的 濃度為0. 1 1. 1摩爾/升；(二)在攪拌條件下，向步驟(一)制得的溶液A中加入適量的堿性水溶液，加入的堿 性水溶液的濃度為0. 5 5摩爾/升，加入堿性水溶液的體積按反應(yīng)式堿性水溶液體積= 溶液A的體積X鈦濃度+堿性水溶液濃度X4計(jì)算，全部加入后再繼續(xù)攪拌一定時(shí)間，得 黃色或白色油狀懸浮液B;(三)在攪拌條件下，向步驟(二)中制得的油狀懸浮液B中加入濃度為1 5摩爾 /升的過氧化氫水溶液，加入的過氧化氫的物質(zhì)的量與溶液A中鈦的物質(zhì)的量相等，全部加 入后再繼續(xù)攪拌一定時(shí)間，得油狀懸浮液C ；(四)將磷源溶入去離子水或無水乙醇中，配制成磷的濃度為0.1 1. 1摩爾/升的含 磷溶液，按照鈦/磷摩爾比=1準(zhǔn)確量取含磷溶液并在攪拌條件下加入油狀懸浮液C中，全 部加入后再繼續(xù)攪拌5 60分鐘，15 30°C靜置陳化0. 5 3天后，分別用去離子水和無 水乙醇分別超聲洗滌、離心分離去除清液，并將洗滌與離心分離操作重復(fù)3 6次；(五)將步驟(四)中分離出來的漿料在80 150°C烘制1 5小時(shí)得膨松前驅(qū)物， 前驅(qū)物在空氣或氧氣氛圍中300 500°C焙燒2 6小時(shí)，球磨即制得粒徑為10 60nm的 納米焦磷酸氧鈦白色超細(xì)粉末。
3.如權(quán)利要求2所述、一種納米焦磷酸氧鈦光觸媒制備方法，其特征是所述的步驟 (一)中的表面活性劑為PVP、P123、CTAB、PEG、羥乙基纖維素、羥丙基甲基纖維素、聚丙烯 酸鈉、檸檬酸鈉中的一種或幾種。
4.如權(quán)利要求2所述、一種納米焦磷酸氧鈦光觸媒制備方法，其特征是所述的步驟(一)中的鈦源選自三氯化鈦、四氯化鈦、鈦酸乙酯、鈦酸四異丙酯、鈦酸丁酯中的任意一 種。
5.如權(quán)利要求2所述、一種納米焦磷酸氧鈦光觸媒制備方法，其特征是所述的步驟(二)中的堿性水溶液選自氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液、氨水中的一種或幾種。
6.如權(quán)利要求2所述、一種納米焦磷酸氧鈦光觸媒制備方法，其特征是所述的步驟 (四)中的磷源選自磷酸、磷酸鈉、磷酸鉀、磷酸銨、磷酸氫鈉、磷酸二氫鈉、磷酸氫鉀、磷酸 二氫鉀、磷酸氫銨、磷酸二氫銨、焦磷酸、焦磷酸氫鈉、焦磷酸二氫鈉、焦磷酸鉀、焦磷酸氫 鉀、焦磷酸二氫鉀、焦磷酸銨、焦磷酸氫銨、焦磷酸二氫銨、磷酸甲酯、磷酸乙酯、磷酸丙酯、 磷酸丁酯、亞磷酸甲酯、亞磷酸二乙酯、亞磷酸三乙酯中的任意一種。
全文摘要
一種納米焦磷酸氧鈦光觸媒及其制備方法，它由純的焦磷酸氧鈦超細(xì)粉體構(gòu)成；先將無機(jī)鈦鹽溶入含表面活性劑的水溶液中或?qū)⑩佀狨ト苡诤砻婊钚詣┑拇既軇┲行纬珊伒娜芤篈，在攪拌下向溶液A中緩慢滴加稀的堿性水溶液得到白色或微黃色的油狀懸浮液B，再在快速攪拌下向B中滴加適量的過氧化氫水溶液得到白色油狀懸浮液C，最后在快速攪拌下向C中緩慢滴加磷酸或磷酸鹽或焦磷酸或焦磷酸鹽的水溶液或磷酸酯的醇溶液，靜置陳化后超聲洗滌、離心分離，所得白色漿料經(jīng)烘干、焙燒、球磨即制得粒徑為10～60nm的納米焦磷酸氧鈦白色超細(xì)粉末。
文檔編號(hào)B01J37/00GK102029168SQ200910044430
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2009年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月28日
發(fā)明者趙婉婷 申請(qǐng)人:長沙市友愛實(shí)驗(yàn)器材有限公司