[发明专利]氧化铝开孔泡沫陶瓷负载Si掺杂的纳米晶二氧化钛光催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种氧化铝开孔泡沫陶瓷负载Si掺杂TiO₂光催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)配制溶胶：将聚乙酰丙酮合钛溶于有机溶剂中，并按照一定的掺杂比例加入正硅酸乙酯和聚乙二醇，混合均匀制得Si掺杂的聚乙酰丙酮合钛溶胶；

(2)泡沫陶瓷负载：在洁净的氧化铝开孔泡沫陶瓷表面负载上述Si掺杂的聚乙酰丙酮合钛溶胶，随后干燥，获得表面负载Si掺杂聚乙酰丙酮合钛溶胶薄膜的开孔泡沫陶瓷坯体；

(3)水蒸汽活化烧结：将上述所得坯体进行水蒸汽活化烧结的热处理工艺为：采用蒸汽流量计控制水蒸汽流量为80～160mL/min，并分段控制升温，先以1℃/min的升温速率升温至100±5℃，然后以0.2℃/min的升温速率升温至200±5℃，再以1℃/min升温至500±10℃并保温5～10h，随后以10～20℃/min的升温速率升温至700℃-900℃并保温1～10h，之后随炉冷却，即完成一次负载和活化烧结过程；

(4)多次负载烧结：继续重复上述负载和水蒸汽活化烧结过程3～4次，最终得到所述的光催化剂。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，有机溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇中的一种或它们的混合溶液；聚乙二醇选用PEG600。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，将聚乙酰丙酮合钛溶于有机溶剂时，Ti⁴⁺的浓度控制在0.5～4mol/L；正硅酸乙酯按照摩尔比Si⁴⁺:Ti⁴⁺＝5～30:100的比例掺入；聚乙二醇按照摩尔比PEG600:Ti⁴⁺＝3～7:100的比例掺入。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，采用雾化喷洒或负压浸渗中的一种或它们的组合方式在洁净的氧化铝开孔泡沫陶瓷表面负载Si掺杂的聚乙酰丙酮合钛溶胶。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，先在室温条件下干燥2～6h，再置于60～80℃下干燥3～5h后获得表面负载Si掺杂聚乙酰丙酮合钛溶胶薄膜的开孔泡沫陶瓷坯体。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，用超声波清洗待负载的氧化铝开孔泡沫陶瓷30min～60min，随后充分干燥后获得洁净的氧化铝开孔泡沫陶瓷表面。

7.如权利要求1-6任一所述的方法制备的氧化铝开孔泡沫陶瓷负载Si掺杂TiO₂光催化剂。