[发明专利]原位掺杂二氧化钛催化剂载体及其制备方法和应用

权利要求书

1.原位掺杂二氧化钛催化剂载体，其特征在于原位掺杂二氧化钛催化剂载体包括钛板或钛合金板载体以及在钛或钛合金板载体表面原位生成的掺杂二氧化钛催化剂，掺杂二氧化钛光催化剂形貌以粒径为20-500nm的纳米粒子和厚度为50nm-10um、管径为20nm-300nm的纳米管阵列为主，所述掺杂二氧化钛催化剂的组分中掺杂有碳和氮、或者掺杂有0.5％-3％的贵金属银、或者掺杂有0.5％-5％的稀土元素、或者掺杂有0.5％～4.5％的α-Fe₂O₃，其中，碳氮总重量百分数为0.5-5％，稀土元素为Ce、Eu、Gd、La、Y中的一种或几种；所述钛或钛合金板符合国标GB/3621-20010、GB/T13810-2007要求即可，钛含量范围为90-100％，厚度0.1-80mm。

2.一种原位掺杂二氧化钛催化剂的制备方法，其特征在于，该制备方法包括钛或钛合金板载体的预处理、电化学氧化、化学浸渍及高温热处理四个步骤，其中，各步骤的工艺要求包括：

(1)预处理包括：

a、以钛板或钛合金板为原料，按照设计要求进行裁剪、成型、打磨或抛光；

b、采用酒精或丙酮在超声波作用下5-10min除油脱脂；

c、用8-12％HF、35-42％HNO₃、2-5％HCl、46-52％H₂O比例组成的液体浸泡20-80s，再用去离子水洗净；

(2)电化学氧化包括：

采用阳极氧化槽，电解质为0.2-1.5％HF或H₈F₆N₂Si，直流电压15-25v下氧化15-55min；

(3)化学浸渍包括：

将电化学氧化后的载体放入盐溶液中浸渍15-30min，取出风干；盐溶液由500-1500mmol/L的NaNO₂、300-1800mmol/L的CO(NH₂)₂、350-300mmol/L的AgNO₃、250-1500mmol/L的Ce(NO3)₃、250-1500mmol/L的Eu(NO₃)₃、100-500mmol/L的Gd(NO₃)₃、200-1000mmol/L的La(NO₃)₃、100-500mmol/L的Y(NO₃)₃500-1500mmol/L和Fe(NO₃)₃中的一种或几种组成，化学浸渍使得所述掺杂二氧化钛催化剂的组分重量百分比符合权利要求1中的范围；

(4)高温热处理包括：

将化学浸渍后的载体在高温炉中350-650℃热处理0.5-6h后，得到原位掺杂二氧化钛催化剂。

3.如权利要求2所述的原位掺杂二氧化钛催化剂在光催化反应中的应用，其特征在于所述原位掺杂二氧化钛催化剂用于柱塞流反应器或CSTR反应器。