[发明专利]一种吸附-光催化一体化二氧化钛的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于光催化技术领域，尤其涉及一种净化室内气态有机污染物的吸附-光催化一体化二氧化钛的制备方法。

背景技术

室内空气污染等低浓度气体污染严重危害人类的健康，其净化技术受到人们越来越多的关注。光催化净化被认为是最具应用前景的一项室内空气净化技术，具有可利用光能、成本低、无毒害及可广泛降解污染物等优点。但该技术世界上尚未大量投入实际应用，而我国则没有相关的产品。这主要是因为该技术存在几个问题：一、实际应用于净化器或空调等设备时，由于风量很大，气体污染分子与催化材料的接触时间很短，污染物分子由气相向催化剂表面的传质成为限制步骤，因而常见光催化材料净化低浓度污染物的效率较低，达不到实际应用的要求；二、光催化材料的净化效率会随湿度增加而下降，部分材料在高湿度时催化效率下降极为明显。我们南方及沿海地区普遍潮湿，因而光催化技术在这些地区应用存在限制。本发明通过合成方法的改进，制备新型微孔材料，提高材料在较短接触时间条件下的催化效率以及抗湿性能。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种吸附-光催化一体化二氧化钛的制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种吸附-光催化一体化二氧化钛的制备方法，该方法包括以下步骤：

（1）将体积比1~4:50的十二烷基-2-吡啶-甲胺与无水乙醇搅拌条件下混合，得第一混合液；

（2）将体积比为1~2: 30的钛酸丁酯和无水乙醇混合，得第二混合液；

（3）将步骤2的第二混合液滴加到步骤1的第一混合溶液中，得第三混合液，第二混合液与第一混合溶液的体积比为1:0.5~2；

（4）在搅拌状态下向步骤3得到的第三混合液中加入水，水与第三混合液的体积比为1~3:3，搅拌2 h后得到第四混合液；

（5）将步骤4得到的第四混合溶液加入具四氟内胆的反应釜，80 ℃水热反应24 h并离心，得到第一固体；

（6）将步骤5所得第一固体加入到无水乙醇中，乙醇与固体质量比10~250:1，用浓盐酸调节pH至3~4，搅拌（或振荡）1~4 h，离心，得第二固体；

（7）再重复步骤6的操作3次，得到材料中间体（TiO₂-P）；

（8）将步骤7得到的材料中间体加入水中，中间体与水质量比为1:1~250，搅拌（或振荡）1~60 min，离心；重复该步骤直至溶液pH为6~8，离心，自然风干或40~100 ℃烘干得具有高活性的二氧化钛材料（TiO₂-W）。

本发明的有益效果是：

1、本发明是针对室内空气等低浓度气体污染净化的实际要求，开发可在较短接触时间高效降解污染物的二氧化钛合成方法。以环己酮为室内空气污染物代表评价材料的净化性能，结果表明合成材料在低接触时间条件下（0.036~0.07 s）相比于现有材料在吸附和光催化性能方面具有明显优势，同时表现较好的抗湿性。

2、本发明合成的材料可应用于室内空气净化，例如：以材料为核心制备空气净化组件，安装于空气净化器，可有效去除如装修、吸烟等产生的污染物或者杀灭空气中的病菌；安装于空调设备，则可实现在空调换气的过程中去除室内污染物或病菌，有效降低由于新风不足所造成的室内健康风险；将材料制备成为涂料，可实现对是室内空气中污染物的长期吸附净化。该材料使用场所广泛，如居民室内、医院、学校和工厂等，在低浓度气体净化领域具有广泛的应用前景。

附图说明

图1是TiO₂-W电镜照片；

图2是XRD光谱图；

图3是接触时间0.036 s、湿度20%时P25、TiO₂-P和TiO₂-W对环己酮的吸附量图；

图4是湿度20%、不同接触时间条件下P25、TiO₂-P和TiO₂-W对环己酮的去除速率图；

图5是接触时间0.036 s、不同湿度条件下P25、TiO₂-P和TiO₂-W对环己酮的去除速率图。

具体实施方式

本发明吸附-光催化一体化二氧化钛的制备方法，包括以下步骤：

1、将体积比1~4:50的十二烷基-2-吡啶-甲胺与无水乙醇搅拌条件下混合，得第一混合液；

2、将体积比为1~2: 30的钛酸丁酯和无水乙醇混合，得第二混合液；