[发明专利]一种采用溶胶凝胶法负载二氧化钛的多孔材料及制备方法

说明书

本发明涉及采用溶胶凝胶法负载二氧化钛的多孔材料及制备方法，多孔材料按以下质量组分组成二氧化钛5份‑20份，多孔材料80份‑95份；所述多孔材料是活性炭或活性氧化铝中的一种。具体的制备方法包括采用溶胶凝胶法负载二氧化钛的活性炭的制备方法和采用溶胶凝胶法负载二氧化钛的活性氧化铝的制备方法。本发明多孔材料不仅自身微观孔结构丰富、比表面积大，富集气体容量大，而且该多孔材料表面化学官能团丰富，包括多种酸性和碱性官能团，经溶胶凝胶法负载二氧化钛后，催化分解汽车尾气的作用效果增强且净化气体的种类更多。此外，该材料的制备方法较简单、便捷。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，尤其是一种用于道路路面领域净化汽车尾气且采用溶胶凝胶法负载二氧化钛的多孔材料及其制备方法。

背景技术

目前国内已有关于道路路面领域净化汽车尾气的相关研究与工程应用试验实例，即将以二氧化钛为主体的光催化分解材料直接掺入沥青混合料或是涂刷与道路屏障，但是这种应用方式存在根本性的不足，如尾气收集容量有限，道路作为开放体系，汽车尾气流动与扩散极为不规律，因此，单纯喷涂或涂敷的二氧化钛与尾气接触的概率极小；同时单纯二氧化钛处理气体的种类比较单一，研究结果表明：二氧化钛对汽车中的碳氢化合物降解效率较高，可对氮氧化物处理效率较低，能够处理的汽车尾气种类较单一。

因此，有必要研究并开发一种用于道路领域且收集容量大、处理效率高、大面积与大规模应用便捷的汽车尾气净化技术。

发明内容

本发明的目的是为解决以上问题提供一种采用溶胶凝胶法负载二氧化钛的多孔材料及制备方法，该多孔材料不仅自身微观孔结构丰富、比表面积大，富集气体容量大，而且该多孔材料表面化学官能团丰富，包括多种酸性和碱性官能团，经溶胶凝胶法负载二氧化钛后，催化分解汽车尾气的作用效果增强且净化气体的种类更多。此外，该材料的制备方法较简单、便捷。

本发明提供的技术方案如下：

一种采用溶胶凝胶法负载二氧化钛的多孔材料，按以下质量组分组成:

二氧化钛5份-20份，多孔材料80份-95份；

所述多孔材料是活性炭或活性氧化铝中的一种。

优选地，所述活性炭比表面积在700m2/g-1500m2/g之间；

所述活性氧化铝比表面积在250m2/g-500m2/g之间。

本发发明还提供一种采用溶胶凝胶法负载二氧化钛的多孔材料的制备方法，包括以下制备步骤:

S1、称取一定质量的多孔材料，所述多孔材料为权利要求1-2中任一项所述多孔材料，且所述多孔材料为所述活性炭，用蒸馏水洗涤3遍-10遍，真空干燥箱内100℃恒温脱水≥12h，备用；

S2、取24mL无水乙醇，滴入少量的硝酸；

S3、量取6mL钛酸四正丁酯，搅拌下滴入S2中所制备的无水乙醇溶液中；

S4、称取10g-100G的S1所准备的备用活性炭，加入到S3中，用磁力搅拌器剧烈搅拌20min-60min；

S5、分别量取5mL蒸馏水和13mL无水乙醇，配成混合溶液，控制滴定速度30d/min，在不断搅拌下缓缓滴入S4反应体系中；

S6、继续搅拌10min，静置，得到黑色溶胶；

S7、将得到的凝胶放入60℃恒温干燥箱≥12h，使胶体中的无水乙醇缓慢挥发干净；

S8、干燥后用研钵磨碎，装入坩埚，放入有氮气保护的马弗炉，马弗炉温度升至预设温度时，保温煅烧时间，之后室温冷却即制得采用溶胶凝胶法负载二氧化钛的多孔材料。