专利名称：一种具有洁净和吸湿双重功效的硅钛铝胶制备方法
技术领域：
本发明属于生态环境材料领域，具体涉及一种具有洁净和吸湿双重功效的硅钛铝胶制备方法。
背景技术：
环境问题与人们生活和生产有着密切的关系。如果人们长期在潮湿、阴暗、有异味的环境里生活和工作，身体健康会受到严重影响。在精密仪器、电子和化工等生产过程中，如不对环境湿度和清洁度进行控制，也会严重影响产品质量。物品在潮湿环境里存放，会由于霉菌的侵蚀而发霉变质，也会造成金属生锈、仪表精度下降、绝缘参数降低等不良后果，甚至给国民经济造成重大损失。因此迫切需要一种能够除湿、除臭、杀菌和吸附有毒气体的环境友好型材料，这对于人类健康和物品保护都是十分重要的。传统硅胶或硅铝胶是常用的除湿干燥剂材料，具有丰富的孔结构和较大的比表面积，能够吸收空气中过多的水分，常用来对局部空间进行干燥。但是这类干燥剂一般只具有除湿功能，而在杀菌、除臭和消除异味方面功效甚微。将二氧化钛加入硅铝胶中制备的一种硅钛铝胶是一种比硅胶吸湿性能更好，且具有明显洁净效果的环境友好型材料。由于二氧化钛具有光催化作用，当其存在于硅铝骨架中，在光照条件下就会产生杀菌、除臭、除异味的功效，使得这种硅钛铝胶既可除湿又可起到净化空气的作用。另外由于其无毒、高效、使用方便等特点，可以预计在防霉、除湿、除臭、精密仪器保护以及食品包装等方面会倍受青睐。
发明内容
本发明的目的在于克服传统硅胶或硅铝胶干燥剂只具有除湿功效的不足，提供一种具有洁净和吸湿双重功效的硅钛铝胶制备方法。为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下I)分别取Ti(SO4)2和Al2(SO4)3研磨成细粉后分别用去离子水配制成浓度为O. 05 O. 2mol/L 的 Ti (SO4)2 和 Al2 (SO4)3 溶液，再按照 Ti Al = I O. 01 O. I 的摩尔比将Ti (SO4) 2和Al2 (SO4) 3溶液混合得混合溶液；2)取模数为M = 2. O 2. 5的工业水玻璃溶液在不断搅拌下逐渐加入到上述混合溶液中使混合溶液的PH值为6. 5时停止搅拌，静置得到淡蓝色前驱凝胶体；3)将前驱凝胶体成球造粒并老化Id后进行洗涤、浸泡去除可溶性硫酸盐离子，此后于80°C干燥箱中干燥；4)将干燥后的颗粒状凝胶置于电热炉中，在450 600°C煅烧4 6h，即得到具有光催化活性的浅黄色硅钛铝胶。本发明以普通工业水玻璃为硅源，以廉价的酸性水溶性无机盐硫酸钛和硫酸铝为钛源和铝源制备具有洁净和吸湿双重功效的硅钛铝胶，成本低廉、工艺简单，是一种高效、节能、清洁、安全的硅钛铝胶合成工艺。所制备的硅钛铝胶在25°C、RH = 90%条件下，吸水性可达到35%以上，即具有较强的吸湿性能。
图I本发明所制备的硅钛铝胶杯装实物图；图2本发明所制备的硅钛铝胶散装实物图；图3本发明所制备的硅钛铝胶光催化降解甲基橙效率图。
具体实施例方式下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。实施例I :1)分别取Ti (SO4)2和Al2(SO4)3研磨成细粉后分别用去离子水配制成浓度为O. lmol/L的Ti (SO4)2和Al2 (SO4)3溶液，再按照Ti Al = I 0.05的摩尔比将Ti (SO4) 2和Al2 (SO4) 3溶液混合得混合溶液；2)取模数为M = 2. 5的工业水玻璃溶液在不断搅拌下逐渐加入到上述混合溶液中使混合溶液的PH值为6. 5时停止搅拌，静置得到淡蓝色前驱凝胶体；3)将前驱凝胶体成球造粒并老化Id后进行洗涤、浸泡去除可溶性硫酸盐离子，此后于80°C干燥箱中干燥；4)将干燥后的颗粒状凝胶置于电热炉中，在550°C煅烧5h，即得到具有光催化活性的浅黄色硅钛铝胶。实施例2 1)分别取Ti (SO4)2和Al2(SO4)3研磨成细粉后分别用去离子水配制成浓度为O. 05mol/L的Ti (SO4)2和Al2 (SO4)3溶液，再按照Ti Al = I 0.01的摩尔比将Ti (SO4) 2和Al2 (SO4) 3溶液混合得混合溶液；2)取模数为M = 2. O的工业水玻璃溶液在不断搅拌下逐渐加入到上述混合溶液中使混合溶液的PH值为6. 5时停止搅拌，静置得到淡蓝色前驱凝胶体；3)将前驱凝胶体成球造粒并老化Id后进行洗涤、浸泡去除可溶性硫酸盐离子，此后于80°C干燥箱中干燥；4)将干燥后的颗粒状凝胶置于电热炉中，在600°C煅烧4h，即得到具有光催化活性的浅黄色硅钛铝胶。实施例3 :1)分别取Ti (SO4)2和Al2 (SO4)3研磨成细粉后分别用去离子水配制成浓度为 O. 2mol/L 的 Ti (SO4)2 和 Al2 (SO4)3 溶液，再按照 Ti Al = I O. I 的摩尔比将 Ti (SO4) 2和Al2 (SO4) 3溶液混合得混合溶液；2)取模数为M = 2. 3的工业水玻璃溶液在不断搅拌下逐渐加入到上述混合溶液中使混合溶液的PH值为6. 5时停止搅拌，静置得到淡蓝色前驱凝胶体；3)将前驱凝胶体成球造粒并老化Id后进行洗涤、浸泡去除可溶性硫酸盐离子，此后于80°C干燥箱中干燥；4)将干燥后的颗粒状凝胶置于电热炉中，在450°C煅烧6h，即得到具有光催化活性的浅黄色硅钛铝胶。实施例4 1)分别取Ti (SO4)2和Al2(SO4)3研磨成细粉后分别用去离子水配制成浓度为O. 08mol/L的Ti (SO4)2和Al2 (SO4)3溶液，再按照Ti Al = I O. 08的摩尔比将Ti (SO4) 2和Al2 (SO4) 3溶液混合得混合溶液；、
2)取模数为M = 2. 5的工业水玻璃溶液在不断搅拌下逐渐加入到上述混合溶液中使混合溶液的PH值为6. 5时停止搅拌，静置得到淡蓝色前驱凝胶体；3)将前驱凝胶体成球造粒并老化Id后进行洗涤、浸泡去除可溶性硫酸盐离子，此后于80°C干燥箱中干燥；
4)将干燥后的颗粒状凝胶置于电热炉中，在500°C煅烧6h，即得到具有光催化活性的浅黄色硅钛铝胶。本发明所制备的硅钛铝胶外观呈浅黄色(见图1，图2);为了验证所制备的硅钛铝胶在光照条件下具有杀菌、除臭、去污等性能，本发明还进行了光催化降解实验。以甲基橙为模拟污染物，配制浓度为10mg/L的甲基橙溶液，按照7g/L的量加入所制得的硅钛铝胶颗粒样品，在汞灯光源照射下考察甲基橙的降解率(图3)。结果表明，60min后甲基橙的降解率接近80%，说明这种硅钛铝胶具有类似TiO2的性质，并且结合了硅铝胶强吸附的特点，SP将吸湿和杀菌、除污的优势融为一体，充分发挥二者的协同效应。
权利要求
1.一种具有洁净和吸湿双重功效的硅钛铝胶 制备方法，其特征在于 1)分别取Ti(SO4)2和Al2 (SO4)3研磨成 细粉后分别用去离子水配制成浓度为0.05 ·0.2mol/L 的 Ti (SO4)2 和 Al2 (SO4)3 溶液，再按照 Ti Al = I 0. 01 0. I 的摩尔比将Ti (SO4) 2和Al2 (SO4) 3溶液混合得混合溶液； 2)取模数为M= 2. 0 2. 5的工业水玻璃溶液在不断搅拌下逐渐加入到上述混合溶液中使混合溶液的PH值为6. 5时停止搅拌，静置得到淡蓝色前驱凝胶体； 3)将前驱凝胶体成球造粒并老化Id后进行洗涤、浸泡去除可溶性硫酸盐离子，此后于80°C干燥箱中干燥； 4)将干燥后的颗粒状凝胶置于电热炉中，在450 600°C煅烧4 6h，即得到具有光催化活性的浅黄色硅钛铝胶。
全文摘要
一种具有洁净和吸湿双重功效的硅钛铝胶制备方法。以模数为M＝2.0～2.5的工业水玻璃为硅源，以钛和铝的酸性无机盐为钛源和铝源。在不断搅拌下将水玻璃溶液逐渐加入到钛和铝的酸性无机盐混合溶液中，调节pH＝6.5成凝胶，经过成球造粒并老化1d后进行洗涤、浸泡去除可溶性硫酸盐离子，再在80℃干燥箱中干燥24h后，于450～600℃煅烧4～6h，即得到具有较高光催化活性的浅黄色硅钛铝胶。吸湿实验结果表明，在25℃、RH＝90％条件下，所得产品的吸水率达到35％以上。光催化降解实验结果表明，60min对模拟污染物甲基橙的降解率接近80％，具有较强的光催化活性。
文档编号A61L9/18GK102631885SQ20121012404
公开日2012年8月15日 申请日期2012年4月25日 优先权日2012年4月25日
发明者刘昌涛, 张超武, 徐彬, 王芬, 肖玲 申请人:陕西科技大学