[发明专利]一种含二水磷酸二氢氧钛和锐钛矿晶相的多孔微晶玻璃的制备方法及所得产品

说明书

本发明公开了一种含二水磷酸二氢氧钛和锐钛矿晶相的多孔微晶玻璃的制备方法及所得产品。该多孔材料由组成为0~40mol%ZnO，0~40mol%CuO，30 mol%TiO₂，30mol%P₂O₅的玻璃经热处理、酸处理后得到。该方法制得的多孔材料，具有高的比表面积，开放的孔结构及多级孔，且具有光催化性能，有望作为吸附和光催化材料使用。

技术领域

本发明涉及一种含二水磷酸二氢氧钛和锐钛矿晶相的多孔微晶玻璃的制备方法及所得产品，属于多孔材料技术领域。

背景技术

多孔钛磷酸盐材料具有优异的离子交换性能，还可以进行插层修饰，在离子交换、吸附和催化等领域有潜在的应用前景。目前多孔钛氢磷酸盐材料主要通过湿化学法和水热法制得。如Kőrösi等以异丙醇钛和磷酸为原料，将合成的前驱物回流到温度为90^oC的二丙醇/水混合物中，回流时间144小时后，最终合成了矩形片状层的二水磷酸二氢氧钛(Ti₂O₃(H₂PO₄)₂·2H₂O)晶体。锐钛矿型二氧化钛光催化剂是最广泛使用的光催化材料，具有极强的氧化还原能力，对大部分有机污染物有很好的降解效果。锐钛矿型二氧化钛的合成方法主要由溶胶-凝胶法、醇解法、水热法、高温燃烧合成法等。上述材料的合成主要原料包括四氯化钛、钛酸四丁酯、异丙醇钛等，价格较高。

磷酸盐适度改性二氧化钛可提高后者的光催化效果，如L.Kőrösi等采用异丙醇、异丙醇钛和磷酸为原料，溶胶-凝胶法制备了一系列磷酸盐含量不同的高比表面积二氧化钛（P-TiO₂）样品。实验表明，磷酸盐含量对P-TiO₂样品光催化降解苯酚的活性有显著影响，较低磷酸盐含量（P/Ti摩尔比小于0.01）的P-TiO₂样品比纯二氧化钛的苯酚降解率高。

本发明旨在采用廉价的氧化物原料制备含钛磷酸盐及锐钛矿晶相的多孔材料，易进行工业化大规模生产。

发明内容

针对含钛磷酸盐和锐钛矿晶相的多孔材料大规模化生产存在的难题。本发明旨在提供一种含二水磷酸二氢氧钛(Ti₂O₃(H₂PO₄)₂·2H₂O)和锐钛矿型二氧化钛(TiO₂)复合晶相的多孔微晶玻璃的制备方法及所得产品。

本发明的方法是首先采用高温熔融-水淬的方法得到ZnO-CuO-TiO₂-P₂O₅组成的玻璃；所得玻璃经过晶化热处理，得到了微晶玻璃；微晶玻璃经热盐酸溶液处理后，得到含二水磷酸二氢氧钛(Ti₂O₃(H₂PO₄)₂·2H₂O)和锐钛矿型二氧化钛(TiO₂)复合晶相的多孔微晶玻璃。

本发明具体技术方案如下：

一种含二水磷酸二氢氧钛晶相(Ti₂O₃(H₂PO₄)₂·2H₂O)和锐钛矿型二氧化钛(TiO₂)晶相的多孔微晶玻璃的制备方法，该方法包括以下步骤：

（1）按照0~40mol% ZnO，0~40mol% CuO，30 mol% TiO₂，30mol%P₂O₅的组分含量称取各原料；

（2）将各原料均匀混合，混合均匀的配合料升温至熔融温度，保温一定时间，所得熔液水淬；