[发明专利]一种制备纳米TiO2/SiO2光催化材料的方法

说明书

技术领域

本发明属于材料制备技术领域，涉及一种光催化材料的制备方法，具体涉及一种制备纳米TiO₂/SiO₂光催化材料的方法。

背景技术

纳米二氧化钛以其独特的光催化活性与稳定性在光照条件下可将大多数有机物分解成二氧化碳和水，并且无二次污染，因此TiO₂在环保、去污领域具有广泛应用前景。纯纳米TiO₂极易团聚，在液相分散性差，导致反应比表面积减小，催化效果明显降低。现有改进方法是利用无机物对纳米TiO₂进行表面改性，如采用水解法制备壳核式TiO₂/SiO₂复合微粒，以钛酸丁酯和正硅酸乙酯作为原料，在700℃工作温度下，制备出粒径范围在170～200nm的TiO₂/SiO₂复合微粒。又如采用原位包覆法，以四氯化钛、无水乙醇为主要原料，在500℃条件下合成纳米的TiO₂/SiO₂颗粒，并对甲醛具有一定的分解效果。但这些方法都未能明显提高光催化剂的分散性及催化降解率。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备纳米TiO₂/SiO₂光催化材料的方法，解决了现有的制备方法制备出的光催化剂分散性及催化降解率低的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种制备纳米TiO₂/SiO₂光催化材料的方法，具体按照以下步骤实施，

步骤1：取一定量纯TiO₂于400～500℃高温下煅烧2～5小时，按照分散比例为0.1～0.2gTiO₂/ml水，分散于去离子水中制得混合溶液，按照体积比为100～300：1称取上述混合溶液和浓度为30g/L的六偏磷酸钠溶液，混合制得溶液a；

步骤2：将上步得到的溶液a在超声条件下分散5～15min，超声电功率为300W，工作频率为40KHz；

步骤3：将上步得到的超声分散后的溶液放入烧瓶内，在水浴90℃条件下调节pH值为8～10，得到溶液b；

步骤4：按照体积比为8～10∶1称取上步得到的溶液b和浓度为0.5～0.8mol/L的NaSiO₃溶液，保持pH值的恒定，反应1～3小时，然后在室温下陈化120min；

步骤5：将上步陈化后的溶液在速度为3000～4000r/min下离心8～15min；

步骤6：倒去离心后的上层废液，向留有沉淀物的离心管中加入一次去离子水，用玻璃棒搅拌或清洗，在转速3000～4000r/min下离心8～15min；

步骤7：在上步离心后的沉淀物中加入95％的乙醇，用玻璃棒搅拌或清洗，在转速3000～4000r/min下离心8～15min，最终得到沉淀物；

步骤8：将上步得到的沉淀物在100～110℃下干燥24～36小时，研磨后得到纳米TiO₂/SiO₂光催化材料。

本发明制备纳米TiO₂/SiO₂光催化材料的方法的有益效果是，

1、操作方便，可较精确控制TiO₂/SiO₂粒径的尺寸；

2、可弥补纳米TiO₂光催化剂自身的缺陷；

3、克服了现有制备TiO₂/SiO₂中的技术难题；

4、较大程度提高了TiO₂光催化的催化活性，使光催化剂在实际生活、生产中得到进一步推广应用，更具可行性。

附图说明

图1是本发明方法制备的纳米TiO₂/SiO₂光催化材料与现有方法制备的TiO₂光催化材料对亚甲基蓝(MB)的降解曲线对比图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明制备纳米TiO₂/SiO₂光催化材料的方法，其中TiO₂与SiO₂的质量比为9～10∶1，具体按照以下步骤进行：