[发明专利]一种多孔TixSn1-xO2固溶体微球的制备和应用

说明书

本发明公开了一种多孔Ti_xSn_1‑xO₂固溶体微球的制备和应用，其采用钛酸四正丁酯或者异丙醇钛为钛源，可溶性锡盐为锡源，无水乙醇或者异丙醇为溶剂，控制反应体系的总浓度为4‑10mmol/70mL。首次采用溶剂热法，得到Ti/Sn比例可调，多孔球状结构较为规则的钛锡固溶体Ti_xSn_1‑xO₂材料（0＜x＜1.0）；特别地，采用本发明的方法能制得0.33＜x＜0.67的材料。另外本发明将制备的多孔Ti_xSn_1‑xO₂固溶体微球应用于光催化氧化除As(III)中，表现出优秀的光催化活性，且对于As(V)也表现出了较好的吸附作用，可以减少后续处理中加入絮凝剂的量，在一定程度上降低了水体的二次污染。

技术领域

本发明属于材料制备领域，具体涉及一种多孔Ti_xSn_1-xO₂固溶体微球材料的制备和应用。

背景技术

SnO₂和TiO₂材料广泛用作催化剂、气敏传感器、吸附材料和微波介电陶瓷等。SnO₂和TiO₂均有金红石结构，且晶格常数相近（SnO₂：a = 0.4738 nm，c = 0.3188 nm；TiO₂：a =0.4539 nm，c = 0.2959 nm），因而可形成Ti_xSn_1-xO₂固溶体。由于复合氧化物在某些特性上优于单一氧化物，所以Ti_xSn_1-xO₂固溶体是目前研究的热点，尤其在光催化剂、敏感器件和锂电池电极上的应用近年来取得了较大的进展。Ti_xSn_1-xO₂固溶体的性质不仅与x值有关，而且也与其材料形貌结构密切相关，开发0≤x≤1.0全范围的Ti_xSn_1-xO₂固溶体的简易制备方法，并制备具有特殊多孔球状结构型的Ti_xSn_1-xO₂固溶体，将有助于拓展此类固溶体的应用范围。

由于传统湿化学法制备钛锡固溶体受x值的限制，在x ≥ 0.67和x ≤ 0.33的范围内可以形成Ti_xSn_1-xO₂固溶体，而当x=0.5时，却难以形成固溶体。不仅如此，湿化学法制备的钛锡固溶体过程中，还需要对混合物进行后续的热处理工艺才能制备出固溶体材料，在工艺上存在不足，而且制备的材料不具备多孔球状结构的形貌。