[发明专利]一种高活性纳米二氧化钛的制备方法

说明书

本发明公开了一种高活性纳米二氧化钛的制备方法，包括如下步骤：步骤1，将钛酸正丁酯加入至无水乙醇中，超声反应30‑60min，得到钛醇液；步骤2，将乙基纤维素加入至钛醇液中搅拌至完全溶解，然后放入密封反应釜中密封加压反应1‑3h，快速泄压后得到分散液；步骤3，将分散液加入至减压蒸馏反应中减压蒸馏反应3‑5h，得到粘稠液，升温后继续减压蒸馏至固化，得到混合固体；步骤4，将混合固体放入红外光照装置内光照反应2‑4h，然后放入电解槽内电解反应10‑20min，过滤后烘干得到纳米二氧化钛。本发明解决了现有二氧化钛光催化性能差，降解率低的问题，以钛酸正丁酯为钛源，乙基纤维素作为分散剂、包裹剂和团聚阻隔剂，通过光照反应与电解反应，得到纳米二氧化钛。

技术领域

本发明属于光催化材料技术领域，具体涉及一种高活性纳米二氧化钛的制备方法。

背景技术

二氧化钛作为一种特殊的过渡金属氧化物，当其尺度达到纳米级后，具有高效的氧化能力、光稳定性和高的量子产率、高表面活性、光吸收性能好且吸收紫外线的能力强等优点。被广泛应用于光催化降解有机污染物的催化剂材料。当今社会经济高速发展，也带来环境污染等严重问题，特别是工业行业产生的水污染日趋严峻，严重威胁着大自然，如何解决水污染已成为世界各国急需解决的问题。由于纳米二氧化钛具有优良的光催化、抗紫外、抗菌性能，近年来被广泛用于废水处理。但是目前所制备的纳米二氧化钛其光催化性能均不太理想，对废水中的有害物质光降解周期长，降解率低。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供一种高性能纳米二氧化钛的制备方法，解决了现有二氧化钛光催化性能差，降解率低的问题，以钛酸正丁酯为钛源，乙基纤维素作为分散剂、包裹剂和团聚阻隔剂，通过光照反应与电解反应，得到纳米二氧化钛。

为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：

一种高性能纳米二氧化钛的制备方法，包括如下步骤：

步骤1，将钛酸正丁酯加入至无水乙醇中，超声反应30-60min，得到钛醇液；

步骤2，将乙基纤维素加入至钛醇液中搅拌至完全溶解，然后放入密封反应釜中密封加压反应1-3h，快速泄压后得到分散液；

步骤3，将分散液加入至减压蒸馏反应中减压蒸馏反应3-5h，得到粘稠液，升温后继续减压蒸馏至固化，得到混合固体；

步骤4，将混合固体放入红外光照装置内光照反应2-4h，然后放入电解槽内电解反应10-20min，过滤后烘干得到纳米二氧化钛。

所述步骤1中的钛酸正丁酯在无水乙醇中的浓度为10-15g/L，所述超声反应的温度为50-70℃，频率为30-60kHz。

所述步骤2中的乙基纤维素的加入量是钛酸正丁酯质量的100-120％，所述搅拌的搅拌速度为1000-1500r/min。

所述步骤2中的密封加压反应的温度为80-90℃，压力为0.5-1.3MPa，快速泄压的速度为0.3-0.4MPa/min，降温速度为10-20℃/min。

所述步骤3中的减压蒸馏反应的压力为大气压的60-70％，温度为80-85℃，所述升温的温度为90-100℃，所述继续减压蒸馏反应的压力为大气压的85-90％。

所述步骤4中的光照反应的光照强度为100-200mW/cm²，温度为50-70℃。

所述步骤4中的电解槽内的电解液采用饱和氯化钠甲醇液。

所述步骤4中的电解反应的电流密度为10-30mA/cm²，所述烘干的温度为70-80℃。

步骤1将钛酸正丁酯加入至无水乙醇中形成良好的溶解效果，并且通过超声的方式将钛酸正丁酯分散至无水乙醇中，形成分散良好的钛醇液。