[发明专利]一种纳米二氧化钛溶胶的制备与负载方法

说明书

本发明适用于光催化负载技术领域，提供了一种纳米二氧化钛溶胶的制备与负载方法。该方法包括如下步骤：1)将钛源和溶剂混合均匀后加入螯合剂中，搅拌0.5～2h得到前驱体溶液；将酸液和水混合均匀，得到反应液；所述的钛源、溶剂、螯合剂、酸液和水的体积比为10～20:65～75:1～3:1:3；2)将步骤1)的前驱体溶液均匀滴加入步骤1)的反应液中，边滴加边搅拌，滴加完后继续搅拌0.5～2h，得到溶胶；3)将步骤2)的溶胶涂覆于基材上，在自然状态下风干15～30min，然后在400～600℃烧结1～3h后自然冷却。本发明的纳米二氧化钛溶胶可以直接涂覆于基材上，适合于大规模生产。

技术领域

本发明属于光催化负载技术领域，尤其涉及一种纳米二氧化钛溶胶的制备与负载方法。

背景技术

纳米二氧化钛作为光催化材料，已广泛用于空气净化、水质净化、环境杀菌、自清洁材料涂层等领域。早前的纳米二氧化钛采用分散悬浮体系，具有才做简单，光催化效率高的特点，但同时也存在催化剂回收困难造成二次污染的问题，且无法应用于自清洁材料涂层领域。因此，将催化剂负载固定于基材上成为现在催化剂应用的主要方式。

纳米二氧化钛负载包括两种，一种仅仅是将其固定到基材上，一种是将其负载到基材上形成连续的薄膜。具体负载方法包括粉体烧结法、溶胶凝胶法、液相沉积法、气相沉积法等。其中最常用的粉体烧结法就为第一种负载方法、溶胶凝胶法则为第二种方法。相对于粉体烧结法，溶胶凝胶法可以将催化剂更加均匀牢固的负载于基材上，易于控制负载量及实现定量掺杂等改性工艺。但溶胶凝胶法存在溶胶凝胶成化时间长，往往需要1～2天，且不同批次的溶胶凝胶一致性较差、纳米二氧化钛光催化活性低下的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种纳米二氧化钛溶胶的制备与负载方法，该制备与负载方法可以在短时间内将纳米二氧化钛稳定均匀的负载于基材上，且保证纳米二氧化钛材料的稳定性，并具备较高的光催化活性，弥补现有技术的不足。

本发明实施例是这样实现的，一种纳米二氧化钛溶胶的制备与负载方法，包括如下步骤：

1)将钛源和溶剂混合均匀后加入螯合剂中，搅拌0.5～2h得到前驱体溶液；将酸液和水混合均匀，得到反应液；所述的钛源、溶剂、螯合剂、酸液和水的体积比为10～20:65～75:1～3:1:3；

2)将步骤1)的前驱体溶液均匀滴加入步骤1)的反应液中，边滴加边搅拌，滴加完后继续搅拌0.5～2h，得到溶胶；

3)将步骤2)的溶胶涂覆于基材上，在自然状态下风干15～30min，然后在400～600℃烧结1～3h后自然冷却。

步骤1)中：

所述的钛源为酞酸丁酯、四氯化钛和硫酸钛中的一种或至少两种的混合物。

所述的溶剂为无水乙醇、异丙醇、正丁醇和异戊醇中的一种或至少两种的混合物。

所述的螯合剂为乙酰丙酮。

所述的酸液为盐酸、硝酸、醋酸和硫酸中的一种或至少两种的混合物。

所述的水为纯净水。

步骤2)中：

所述的滴加的速度为1～5ml/min。

所述的搅拌的速度没有特殊要求，只要能够搅拌均匀即可。

所述的溶胶为透明黄色的溶胶。

步骤3)中：

所述的涂覆的用量为0.5-1.5g。

所述的涂覆采用旋涂、喷涂或浸渍提拉法均匀涂覆。

所述的基材优选为玻璃、泡沫镍、蜂窝铝、陶粒、活性炭和多孔陶瓷板中的一种。