[发明专利]一种提高纳米二氧化钛光催化性能的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高二氧化钛光催化性能的方法。

背景技术

纳米二氧化钛由于独特的光催化特性，在空气净化处理中有着十分广泛的应用前景。但TiO2带隙较宽(3.2eV)，只能响应波长小于400nm的紫外光，大大影响了光能利用效率，加之光生电广和光生空穴易于复合，光量广效率低，严重制约了TiO2光催化效应的实际应用效率。另外，污染物浓度大小直接影响纳米二氧化钛光催化净化效率。

发明内容

    本发明提供了一种提高二氧化钛光催化性能的方法。

本发明通过如下方法实现：通过将C元素掺杂到Ti02中，对纳米Ti02进行掺杂改性，提高TiO2光催化活性，扩大二氧化钛的比面积，抑制高温下Ti02晶型的转变，使其在更大范围光波段下可产生光催化响应。同时，利用活性炭作为纳米Ti02的负载体，利用活性碳的吸附性，使各种污染物快速富集，为TIO₂光催化剂提供一个较高污染物浓度的环境，提高净化效率。

1、TiO2-C前驱体浆液的制备方法：将4～7％硫酸钛（TiOSO4 )与0.1％～0.4％四丁基氢氧化铵(C16H37N0)水解，加入适量的分散剂、稳定剂于水中；采用SFJ-400型高速分散机，以3000r／min的转速高速搅拌1h，用氨水调节pH值至9～10，超声分散15min。再以3000r／min转速搅拌20min之后，调节pH值9～10，将涂料调至合适粘度(粘度计为60～80s)，再充分搅拌(1 000r／min)30min，均匀后即成涂料产品。

2、TiO2-C以活性炭为载体的负载方法：活性炭层厚度约1m。光催化剂负载在活性炭粉末颗粒上形成最外层的催化剂层，将预制好的TiO2-C前驱体浆液用浸渍法负载。浸涂3次，每次浸涂后均维持在100℃～300℃，真空条件下烘干4h。以活性炭为载体的TiO2-C光催化剂负载成功。

3、将支承体、活性炭和TiO2-C光催化剂构造成具有直通孔的多层结构的蜂窝状整体式净化网，其最内层采用耐水牛皮纸作为支撑体。构成六角蜂窝状孔，六角形边长为1mm。六角蜂窝作为光和气体的直通孔道。在支承体上粘接活性炭形成吸附层。以聚丙烯酸丁酯乳为胶胶粘剂，所用的活性炭是60～400目间的高碘值粉炭如椰壳炭、果壳炭等，担载时要形成均匀活性炭层。

采用本发明方法，由于原料价格低廉，使得生产成本降低。通过TiO2与C的掺和，提高了TiO2的催化性能，扩展了反应的波长范围，使TiO2的比表面积达到了140～180 m2/g，同时利用活性炭的吸附特性，提高污染物浓度，为催化反应提供了良好的外部反应条件，综上各种方法协同作用，大大提高了二氧化钛光催化净化效率，具有良好的市场前景和经济价值。

具体实施方式

 TiO2-C前驱体浆液的制备：分别将4%和7％硫酸钛（TiOSO4 )与0.1％和0.4％四丁基氢氧化铵(C16H37N0)水解，加入适量的分散剂、稳定剂于水中；采用SFJ-400型高速分散机，以3000r／min的转速高速搅拌1h，用氨水调节pH值至9～10，超声分散15min。再以3000r／min转速搅拌20min之后，调节pH值9～10，将涂料调至合适粘度(粘度计为60～80s)，再充分搅拌(1 000r／min)30min，均匀后即成涂料产品。

TiO2-C以活性炭为载体的负载：活性炭层厚度约1m，光催化剂负载在活性炭粉末颗粒上形成最外层的催化剂层，将预制好的TiO2-C前驱体浆液用浸渍法负载。浸涂3次，每次浸涂后均维持在100℃～300℃，真空条件下烘干4h。以活性炭为载体的TiO2-C光催化剂负载成功。

将支承体、活性炭和TiO2-C光催化剂构造成具有直通孔的多层结构的蜂窝状整体式净化网，其最内层采用耐水牛皮纸作为支撑体。构成六角蜂窝状孔，六角形边长为1mm。六角蜂窝作为光和气体的直通孔道。在支承体上粘接活性炭形成吸附层。以聚丙烯酸丁酯乳为胶胶粘剂，所用的活性炭是60～400目间的高碘值粉炭如椰壳炭、果壳炭等，担载时要形成均匀活性炭层。