一种SiO₂/TiO₂负载玻璃纤维光催化材料的生产方法

专利名称：一种SiO₂/TiO₂负载玻璃纤维光催化材料的生产方法
技术领域：
本发明属于无机功能材料技术领域，涉及一种二氧化钛基光催化材料的生产，特别是一种Si02/Ti02(二氧化硅/ 二氧化钛)负载玻璃纤维光催化材料的生产方法，产品适用于室内空气净化及水污染治理。
背景技术：
目前，不少学者尝试将TiA负载于合适的载体上，生产TiA负载型复合光催化剂。 常用的载体有玻璃类和吸附剂类，其中负载于硅胶、玻璃珠、颗粒活性炭和分子筛等吸附剂载体上，但由于这类悬浮态材料在使用过程中反应器需要消耗动力大、对负载的牢固性要求高、颗粒对光的散射不利于外置光源的使用等缺点。而玻璃材料廉价易得，具有良好的透光性，耐高温、耐腐蚀，是负载型光催化剂研究的热点。常用玻璃纤维负载光催化剂的生产方法，均是将催化剂和一定量的粘结剂配制成浆料再涂覆于玻璃纤维表面，由于这类方法生产的负载型催化剂是物理吸附于玻璃纤维表面，存在二氧化钛易脱落、负载强度不高的特点。而且由于玻璃纤维直径较细，仅10-20 μ m,，在后续的热处理过程中，容易使负载于玻璃纤维表面的二氧化钛基材料出现龟裂、脱落。

发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的缺陷，提出一种以玻璃纤维为载体生产生产Si02/Ti&负载玻璃纤维光催化材料的方法，该方法工艺简单，易于工业化生产，产品可用于室内空气净化及大面积水污染处理。本发明的技术解决方案是，提供一种Si02/Ti&负载玻璃纤维光催化材料的生产方法，该方法采用如下原料和工艺步骤制取Si02/Ti&负载玻璃纤维光催化材料产品(1)、依次按1 5 15摩尔比取(C2H5O)4Si (正硅酸乙酯)和CH3CH2OH(无水乙醇)混合，加入与所述(C2H5O)4Si摩尔比为1 0.01 0.05的抑制剂HNO3 (硝酸)，磁力搅拌20 40min得溶液A ；(2)、在步骤(1)所得溶液A中加入与步骤(1)中所述(C2H5O)4Si摩尔比为1 1 的H2O (去离子水)，磁力搅拌50 70min得SiO2 (二氧化硅)溶胶；(3)、依次按1 20 30摩尔比取C16H36O4Ti (钛酸酯)和CH3CH2OH混合，加入与所述C16H36O4Ti摩尔比为1 0.01 ~ 0. 05的抑制剂HNO3,磁力搅拌20 40min得溶液B ；、在步骤(3)所得溶液B中加入与步骤(3)中所述C16H36O4Ti摩尔比为 1 0. 01 0. 2的(C2H5O)4Si,磁力搅拌50 70min得溶液C ；(5)、在步骤⑷所得溶液C中加入步骤(3)中所述C16H36O4Ti和步骤(4)中所述 (C2H5O) 4Si总重量摩尔比为1 1的H2O,磁力搅拌50 70min得SiO2掺杂TiO2溶胶；(6)、依次按1 5 1重量比取玻璃纤维和步骤(2)所得SiA溶胶。使用常规浸渍提拉法，将所取玻璃纤维浸渍于所取SW2溶胶中1 5min，然后提拉出来置于80 100°C温度的干燥室中干燥处理5 15min，提拉速率控制在0. 5 15cm/min ；
(7)、将步骤(6)所得经过S^2溶胶浸渍后又经过干燥处理的玻璃纤维置入步骤 (5)所得SiA掺杂TiA溶胶中浸渍1 5min，然后提拉出来再置于80 100°C温度的干燥室中干燥处理5 15min，使用常规方法进行400 600°C热处理1 4h，自然冷却至室温，得Si02/Ti&负载玻璃纤维光催化材料成品。本发明的有益效果是，本发明有利于玻璃纤维与T^2发生键合，减少龟裂、脱落现象，从而提高负载于玻璃纤维表面光催化材料的负载量和负载稳定性。而SiO2掺杂亦可有效提高二氧化钛基光催化材料在可见光条件下的光催化性能和再生重复利用。且工艺步骤的可操作性强，易于大规模工业化生产与开发利用、进一步扩大TiO2纳米材料的应用范围。
具体实施例方式实施例1 (1)、依次按1 5摩尔比取(C2H5O)4Si和CH3CH2OH混合，加入与(C2H5O)4Si摩尔比为1 0. 01的HNO3,磁力搅拌20 40min得溶液A ；(2)、在步骤(1)所得溶液A中加入与步骤(1)中所述(C2H5O)4Si摩尔比为1 1 的H2O,磁力搅拌50min得SiO2溶胶；(3)、依次按1 20摩尔比取C16H36O4Ti和CH3CH2OH混合，加入与C16H36O4Ti摩尔比为1 0. 01的HNO3,磁力搅拌20min得溶液B ；(4)、在步骤C3)所得溶液B中加入与步骤(3)中所述C16H36O4Ti摩尔比为1 0.01 的(C2H5O)4Si,磁力搅拌50min得溶液C ；(5)、在步骤(4)所得溶液C中加入步骤(3)中所述C16H36O4Ti和步骤(4)中所述 (C2H5O) 4Si总重量摩尔比为1 1的H2O,磁力搅拌50min得SiO2掺杂TiO2溶胶；(6)、依次按1 1重量比取玻璃纤维和步骤( 所得SiO2溶胶。使用常规浸渍提拉法，将所取玻璃纤维浸渍于所取SW2溶胶中lmin，然后提拉出来置于80 100°C温度的干燥室中干燥处理5min，提拉速率控制在0. 5 15cm/min ；(7)、将步骤(6)所得经过SW2溶胶浸渍后又经过干燥处理的玻璃纤维置入步骤 (5)所得SiA掺杂TiA溶胶中浸渍Imin，然后提拉出来再置于80 100°C温度的干燥室中干燥处理5min，使用常规方法进行400 600°C热处理lh，自然冷却至室温，得Si02/Ti& 负载玻璃纤维光催化材料成品。实施例2:(1)、依次按1 15摩尔比取(C2H5O) 4Si和CH3CH2OH混合，加入与(C2H5O) 4Si摩尔比为1 0. 05的HNO3,磁力搅拌40min得溶液A ；(2)、在步骤(1)所得溶液A中加入与步骤(1)中所述(C2H5O)4Si摩尔比为1 1 的H2O,磁力搅拌70min得SiO2溶胶；(3)、依次按1 30摩尔比取C16H36O4Ti和CH3CH2OH混合，加入与C16H36O4Ti摩尔比为1 0. 05的HNO3,磁力搅拌40min得溶液B ；(4)、在步骤(3)所得溶液B中加入与步骤(3)中所述C16H36O4Ti摩尔比为1 0. 2 的(C2H5O)4Si,磁力搅拌70min得溶液C ；(5)、在步骤⑷所得溶液C中加入步骤(3)中所述C16H36O4Ti和步骤(4)中所述 (C2H5O) 4Si总重量摩尔比为1 1的H2O,磁力搅拌70min得SiO2掺杂TiO2溶胶；
(6)、依次按5 1重量比取玻璃纤维和步骤( 所得SiO2溶胶。使用常规浸渍提拉法，将所取玻璃纤维浸渍于所取SW2溶胶中5min，然后提拉出来置于80 100°C温度的干燥室中干燥处理15min，提拉速率控制在0. 5 15cm/min ；(7)、将步骤(6)所得经过SW2溶胶浸渍后又经过干燥处理的玻璃纤维置入步骤 (5)所得SW2掺杂TiA溶胶中浸渍5min，然后提拉出来再置于80 100°C温度的干燥室中干燥处理15min，使用常规方法进行400 600°C热处理4h，自然冷却至室温，得Si02/Ti& 负载玻璃纤维光催化材料成品。
权利要求
1. 一种Si02/Ti&负载玻璃纤维光催化材料的生产方法，该方法采用如下原料和步骤制取Si02/Ti&负载玻璃纤维光催化材料产品(1)、依次按1 5 15摩尔比取(C2H5O)4Si和CH3CH2OH混合，加入与所述(C2H5O)4Si 摩尔比为1 0. 01 0. 05的抑制剂HNO3,磁力搅拌20 40min得溶液A ；O)、在步骤⑴所得溶液A中加入与步骤(1)中所述(C2H5O)4Si摩尔比为1 1的 H2O,磁力搅拌50 70min得SiO2溶胶；(3)、依次按1 20 30摩尔比取C16H36O4Ti和CH3CH2OH混合，加入与所述C16H36O4Ti 摩尔比为1 0. 01 0. 05的抑制剂HNO3,磁力搅拌20 40min得溶液B ；(4)、在步骤C3)所得溶液B中加入与步骤(3)中所述C16H36O4Ti摩尔比为1 0.01-0. 2的(C2H5O)4Si,磁力搅拌50 70min得溶液C ；(5)、在步骤(4)所得溶液C中加入步骤(3)中所述C16H36O4Ti和步骤(4)中所述 (C2H5O) 4Si总重量摩尔比为1 1的H2O,磁力搅拌50 70min得SiO2掺杂TiO2溶胶；(6)、依次按1 5 1重量比取玻璃纤维和步骤(2)所得S^2溶胶，使用常规浸渍提拉法，将所取玻璃纤维浸渍于所取SW2溶胶中1 5min，然后提拉出来置于80 100°C温度的干燥室中干燥处理5 15min，提拉速率控制在0. 5 15cm/min ；(7)、将步骤(6)所得经过SiO2溶胶浸渍后又经过干燥处理的玻璃纤维置入步骤(5)所得SW2掺杂TW2溶胶中浸渍1 5min，然后提拉出来再置于80 100°C温度的干燥室中干燥处理5 15min，使用常规方法进行400 600°C热处理1 4h，自然冷却至室温，得 SiO2AiO2负载玻璃纤维光催化材料成品。
全文摘要
本发明提供了一种SiO2/TiO2负载玻璃纤维光催化材料的生产方法，采用如下步骤(1)取(C2H5O)4Si和CH3CH2OH混合，加入HNO3搅拌得溶液A；(2)溶液A中加入H2O得SiO2溶胶；(3)取C16H36O4Ti和CH3CH2OH混合，加入HNO3得溶液B；(4)溶液B中加入(C2H5O)4Si得溶液C；(5)溶液C中加入H2O得SiO2掺杂TiO2溶胶；(6)将玻璃纤维浸渍于SiO2溶胶中，提拉出来干燥处理；(7)将玻璃纤维置入SiO2掺杂TiO2溶胶中浸渍，提拉出来再干燥处理，热处理得成品。本发明有利于玻璃纤维与TiO2发生键合，减少龟裂、脱落现象，提高光催化材料的负载量和稳定性并再生利用。
文档编号B01J21/08GK102423701SQ201110445390
公开日2012年4月25日 申请日期2011年12月27日 优先权日2011年12月27日
发明者张世英, 张向超, 方志薇, 李云龙, 林中信, 许第发 申请人:长沙学院