[发明专利]一种制备二维钛酸锶网状材料的方法

说明书

技术领域

本发明属于环境污染净化材料领域，具体涉及一种制备二维钛酸锶网状材料的方法。

背景技术

光催化污染净化技术是一种多用途污染净化手段，在工业和民用的各个方面都有出色的应用和表现。光催化材料是这一技术的核心，尤其是高效和符合特殊用途需要的催化材料。在连续流动的水和大气污染治理设备中，单纯的粉体材料不能满足高效快速处理污染物过程的需要。各种工业型光催化净化反应器除了对光催化材料的活性有较高要求外，也对材料的形状有一定的限制。光催化剂本身难以形成特定并且具有一定工程强度的成型材料，在实际应用中往往采用负载型材料。载体的选择范围比较广泛，在实际应用中要考虑到光催化材料制备条件对负载效果的影响以及载体可能对光催化过程产生的负作用。

在连续流动反应器中需要使用固定化的光催化材料，同时还要考虑到废水或废气的流动。网状材料的基本特点是能够充分接收光源的辐射，同时能够满足废水或废气的连续流动。作为能够满足工业生产需要的材料，还必须具备一定的机械强度，能够保持长时间的使用寿命。钛酸锶材料是一类新型的光催化材料，对该类材料的研究基本还处在理论研究阶段，缺少对其实际应用型产品的研制。针对连续流动反应器对光催化材料的特殊需要，本专利公开一种制备二维钛酸锶网状材料的方法。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明旨在提供一种制备二维钛酸锶网状材料的方法，可以用于多种形式的光催化净化工艺过程。

一种制备二维钛酸锶网状材料的方法，其特征在于，其包括以下步骤：

1：合成钛酸锶溶胶；

1.1：在1000 mL三口圆底烧瓶中分别加入320~360 mL无水乙醇、32~38 mL丁二醇、3~5 g稳定剂OP-9、36~38 mL钛酸正四丁酯和12~15 mL表面活性剂CR-6；

1.2：将所述三口圆底烧瓶置于精密控温电热包中，在球形冷凝管中通入自来水作为冷却介质，安装电动搅拌机和测温电偶，电动搅拌机的搅拌速度200 r/min，保持烧瓶中溶液的温度为70 ℃，加热回流60 min；

1.3：向烧瓶中加入21~23 mL去离子水、7.5~7.8 g硝酸锶、6.5~6.7 g柠檬酸和3.3~3.5 g碳酸钠，保持溶液温度为45 ℃，加热回流60 min，将合成的透明溶胶移入1000 mL烧杯；

2：钛酸锶网涂饰和固化；

2.1：将尺寸为10 cm×10 cm的钛网浸入合成的溶胶中，静置1 min，以1 cm/min的速度垂直提拉钛网离开溶胶，在室温下悬挂放置1 h，在钛网表面形成透明凝胶；

2.2：将涂有凝胶的钛网置于110 ℃电热鼓风干燥箱内，保留12 h；将干燥的钛网放入程控箱式电炉，以10 ℃/min的升温速率将电炉温度升至730~900 ℃，并在此温度保持3~7 h；待电炉冷却至室温，即制得二维钛酸锶网状材料。

所述钛网是由直径0.3 mm钛丝制成，钛丝间空隙尺寸为1mm×1mm。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明的主要技术问题是解决在钛网上形成钛酸锶涂层并提高其稳定性，本发明以钛网为基体材料，可以保证基体与钛酸锶不会产生相互影响；

2、本发明选择无水乙醇、丁二醇、稳定剂OP-9、钛酸正四丁酯、表面活性剂CR-6、去离子水、硝酸锶、柠檬酸和碳酸钠作为主要原料，通过精确控制溶胶合成、钛网涂饰和固化过程，制备出钛丝表面涂饰均匀、涂层与钛网结合紧密、催化活性高的二维钛酸锶网状材料；

3、本发明方法制备工艺简明、合成条件温和且易于重复、材料结构和性能稳定，可用于特定使用条件下环境污染物的光催化治理，在环境领域有广阔的应用前景。

具体实施方式

实施例1

一种制备二维钛酸锶网状材料的方法，主要包括以下步骤：

1：合成钛酸锶溶胶；

1.1：在1000 mL三口圆底烧瓶中分别加入320 mL无水乙醇、32 mL丁二醇、3 g稳定剂OP-9、36 mL钛酸正四丁酯和12 mL表面活性剂CR-6；

1.2：将所述三口圆底烧瓶置于精密控温电热包中，在球形冷凝管中通入自来水作为冷却介质，安装电动搅拌机和测温电偶，电动搅拌机的搅拌速度200 r/min，保持烧瓶中溶液的温度为70 ℃，加热回流60 min；

1.3：向烧瓶中加入21 mL去离子水、7.5 g硝酸锶、6.5 g柠檬酸和3.3 g碳酸钠，保持溶液温度为45 ℃，加热回流60 min，将合成的透明溶胶移入1000 mL烧杯；