[发明专利]一种多孔易分离二氧化钛纳米催化剂的制备方法

说明书

本发明涉及一种多孔易分离二氧化钛（TiO₂）纳米催化剂的制备方法，该材料是以活性炭的模板剂与造孔剂，采用湿化学方法制得，具有优异的光催化效率与分离回收效率。步骤：一、按比例配置冰醋酸、无水乙醇、钛酸四丁酯的混合溶液，依次将适量的活性炭（AC）、盐酸、去离子水加入，水浴搅拌至干燥；二、将所得黑色粉末研磨后氮气气氛下煅烧，得到TiO₂/AC复合材料；三、将步骤二所得TiO₂/AC代替步骤一中的AC并重复步骤一、二，得到高TiO₂负载量的TiO₂/AC复合材料；四、将TiO₂/AC在空气气氛中煅烧，得到多孔易分离二氧化钛纳米催化剂。二氧化钛纳米催化剂具有以下优势：制备工艺简单易操作、多孔结构易分离、光催化效率高（颗粒小）。

技术领域

本发明涉及一种多孔易分离二氧化钛（TiO₂）纳米催化剂的制备方法，合成的材料具有优异的光催化性能且易于分离。

背景技术

石油、煤炭以及天然气等化石能源不仅储量有限，不可持续，而且燃烧后的产物对水体、空气以及土壤产生造成污染，进而危害全球的生物，因此探索清洁的、可持续发展的替代能源迫在眉睫。除了能源危机之外，环境污染是人类面临的另一大问题。以TiO₂光催化剂为代表的光催化技术被科研工作者广泛看好去解决上述两大难题。尤其是纳米TiO₂具有较大的比表面积、较多的表面活性位点等特征，具有较好的催化活性。但是TiO₂纳米颗粒由于具有较大的表面能，容易发生团聚，且粒子较小难以从污水分离。

活性炭（AC）具有复杂的多孔结构、巨大的比表面积，是良好的吸附剂、催化剂载体以及模板剂。若是通过有效的制备方法将TiO₂纳米颗粒复制AC的表面孔道结构，再加上活性炭煅烧过程产生的CO₂的造孔，就能得到多孔的、纳米颗粒有效聚集的TiO₂材料，实现更高效的催化反应和分离过程。

发明内容

本发明是为了制备高催化活性、且容易分离回收的光催化剂，而提供了一种多孔易分离TiO₂纳米催化剂的制备方法。

AC表面具有大量且复杂的孔结构，故选用比表面积在900~1100 m²/g左右的AC作为模板剂和造孔剂。

本发明通过简便的多步浸渍法将适量的TiO₂纳米颗粒负载于AC表面，再经煅烧处理后得到由TiO₂纳米颗粒组成的、具有多孔结构的大颗粒TiO₂。