专利名称：一种银/二氧化钛复合物的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种无机复合物的制备方法，主要是涉及一种银/二氧化钛复合物的
制备方法。
(二)
背景技术：
纳米二氧化钛在光线照射下能够激发电子_空穴对，电子_空穴具有氧化还原性 能，使得纳米二氧化钛具有较好的催化性能，但电子_空穴对易复合，影响了纳米二氧化钛 的催化活性，从而限制了它的实际应用。近年来，人们试图通过采用金、银等贵重金属掺杂 等方法，使得二氧化钛复合体光催化剂吸收波范围红移，同时加强电子和空穴的分离，改善 二氧化钛等半导体材料的性能，扩大其光响应范围和提高光催化效能，这是当前对二氧化 钛光催化剂研究的主要方向之一。因此，近年来国内外不少研究者对银/二氧化钛复合物 的制备方法进行了研究，目前，银/二氧化钛复合物制备过程中大多先采用银离子与二氧 化钛复合，再通过化学或物理等方法将银离子还原成银的方法制备银/二氧化钛复合物。 《无机化学学报》2008年第二期的211页至217页报道了柳丽芬等人介绍的银/ 二氧化钛 复合物的制备方法，它是将P-25型二氧化钛在300°C的温度下二活化1小时，然后根据合成 样品银的掺杂量加入化学计量体积的0. 1摩尔浓度硝酸银溶液，经超声分散后通高纯氮气 30分钟，再加入2倍于硝酸银物质量的硼氢化钠，继续通氮气30分钟，沉淀离心分离后，分 别用去除溶解氧的水和无水乙醇洗涤3次。在真空干燥箱中6(TC的温度下真空干燥，方可 得所需的银/二氧化钛复合物。这种制备方法由于存在着制备过程繁琐、成本相对较高、难 以大规模工业化生产的缺陷，不利于该产品的推广应用。
(三)
发明内容
本发明的目的在于提供一种成本低、操作简单、适合工业化生产的银/ 二氧化钛 复合物的制备方法。 为达到上述目的，本发明所述的一种银/二氧化钛复合物的制备方法，其步骤依 次是 —、将纳米银、聚乙烯吡咯烷酮k30和无水乙醇按质量比为1 : 1-20 : 500-5000 充分混合，经高度分散处理后，得到较为稳定的纳米银/乙醇悬浮液体； 二、将纳米银与钛酸正丁酯质量比为i : ioo-iooo的钛酸正丁酯在搅拌的情况
下缓慢滴加到上述纳米银/乙醇悬浮液体中，然后在搅拌的情况下缓慢滴加为纳米银/乙
醇悬浮液体积10-40%的用无水乙醇、去离子水按1 : i的比例充分混合并用硝酸调至成的
ra值为1-3的混合溶液，滴加完毕后在40-80°C的温度下继续搅拌1-2小时，即可得银/ 二 氧化钛溶胶； 三、将上述银/ 二氧化钛溶胶经脱除有机物和脱水处理后得到银/ 二氧化钛复合
物复合物。 其中第一步中的高度分散处理的方法是在超声波功率为100-500W的条件下处
3理10-50分钟。 其中第一步中的高度分散处理的方法是强烈搅拌30-60分钟。 其中第三步中的脱除有机物和脱水处理的方法是将银/ 二氧化钛溶胶放入密封 的高压釜中置于烘箱中在IO(TC -160°〇的温度下处理3-8小时，然后经洗涤、干燥后，得银 /二氧化钛复合物； 其中第三步中的脱除有机物和脱水处理的方法是将银/二氧化钛溶胶在
80°C -12(TC的温度下干燥10-24小时，在400°C -70(TC的温度下灼烧2-10小时，得银/ 二 氧化钛复合物。 由于采取了上述技术方案，本发明涉所述的一种银/二氧化钛复合物的制备方法 通过聚乙烯吡咯烷酮k30修饰的纳米银与二氧化钛溶胶充分、均匀混合制备了银/ 二氧化 钛复合物。克服了现有银/ 二氧化钛复合物的制备存在过程繁琐、成本相对较高、难以大规 模工业化生产等问题。具有成本低、操作简单、适合工业化生产的优点。本发明制备的银/ 二氧化钛复合物颗粒较小，直径在纳米级，比表面积较大，有望在化学、生物和材料等领域 得到广泛的应用。如银/ 二氧化钛复合物作为一种光催化剂可用于杀菌、防污、除臭、降解 各种有机污染物等方面；与二氧化钛粉末作为光催化剂相比，此种银/ 二氧化钛复合物光 催化活性明显提高。
(四)
图1为本发明所述一种银/ 二氧化钛复合物的制备方法中实施例六所制备的银/ 二氧化钛复合物的透射电镜照片。
(五)
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例一 称取16毫克的纳米银放入100毫升小烧杯中，向小烧杯中加入摩尔浓度为10—4M 聚乙烯吡咯烷酮k30的无水乙醇溶液20毫升，置于超声波细胞粉碎机在超声波功率为500W 的条件下超声处理10分钟后，置于磁力搅拌器上，在搅拌过程中慢慢加入6毫升钛酸丁酯， 得混合液体26毫升，然后在搅拌的情况下缓慢滴加用无水乙醇、去离子水按1 : l的比例 充分混合并用硝酸调至成ra值为2的混合溶液8毫升，在4(TC下搅拌2小时，放入干燥箱 中以8(TC干燥24小时后，再放入马辐炉中以40(TC高温焙烧10小时，即可得1. 4克左右银 /二氧化钛复合物。 测定结果制备的银/ 二氧化钛复合物通过日本岛津-6000X-射线衍射仪分析了 银/ 二氧化钛复合物晶型，日本Hitachi公司X650扫描电镜观察了银/ 二氧化钛复合物表 面形貌，结果表明所制备的银/二氧化钛复合物粒径大约60-200nm之间，二氧化钛晶型有 锐钛矿相和金红石相。
实施例二 称取16毫克的纳米银放入100毫升小烧杯中，向小烧杯中加入与摩尔浓度为10—3M 聚乙烯吡咯烷酮k30的乙醇溶液40毫升，置于超声波细胞粉碎机在超声波功率为100W的 条件下超声处理50分钟，然后置于磁力搅拌器上，在加热搅拌过程中慢慢加入4毫升钛酸丁酯，得混合液体44毫升，然后加入无水乙醇、去离子水按1 : l的比例充分混合并用硝酸 调至成ra值为2的混合溶液10毫升，在8(TC下搅拌1小时，放入干燥箱中以12(TC干燥10 小时后，再放入马辐炉中以70(TC高温焙烧2小时，即可得1. 0克左右银/二氧化钛复合物。
测定结果制备的银/ 二氧化钛复合物通过日本岛津-6000X-射线衍射仪分析了 银/ 二氧化钛复合物晶型，日本Hitachi公司X650扫描电镜观察了银/ 二氧化钛复合物表 面形貌，结果表明所制备的银/二氧化钛复合物粒径大约120-300nm之间，二氧化钛晶型 为金红石相。
实施例三 称取30毫克的纳米银放入100毫升小烧杯中，向小烧杯中加入摩尔浓度为10—3M 聚乙烯吡咯烷酮k30的乙醇溶液19毫升，置于磁力搅拌器上强烈搅拌30分钟，然后，在搅 拌过程中慢慢加入6毫升钛酸丁酯，得混合液体25毫升，然后加入无水乙醇、去离子水按 1 : l的比例充分混合并用硝酸调至成ra值为3的混合溶液10毫升，在6(TC下搅拌1.5 小时，放入干燥箱中以9(TC干燥20小时后，再放入马辐炉中以50(TC高温焙烧4小时，即可 得1. 4克左右银/ 二氧化钛复合物。 测定结果制备的银/ 二氧化钛复合物通过日本岛津-6000X-射线衍射仪分析了 银/ 二氧化钛复合物晶型，日本Hitachi公司X650扫描电镜观察了银/ 二氧化钛复合物形 貌， 结果表明所制备的银/ 二氧化钛复合物粒径大约80-250nm之间，二氧化钛晶型
有锐钛矿相和金红石相。 实施例四 称取质量为10毫克纳米银颗粒加入到100毫升小烧杯中，向小烧杯中加入10—4M 聚乙烯吡咯烷酮k30的乙醇溶液63毫升，置于磁力搅拌器上强烈搅拌60分钟，然后在搅 拌过程中慢慢加入10毫升钛酸丁酯，得混合液体73毫升，然后加入无水乙醇、去离子水按 1 : l的比例充分混合并用硝酸调至成ra值为l的混合溶液7.3毫升，在7(TC下搅拌1.2 小时，然后放入高压釜中，加入的体积大约不超过高压釜体积的1/3。在16(TC的干燥箱中 烘3小时后，冷却后将产物再用蒸馏水冲洗、离心分离3-4次，然后再放入干燥箱中烘干，即 可得2. 4克左右银/ 二氧化钛复合物。 测定结果制备的银/ 二氧化钛复合物通过日本岛津-6000X-射线衍射仪分析了 二氧化钛晶型，日本电子JE0L2010高分辨透射电镜观察了银/ 二氧化钛复合物的形貌，结 果表明所制备的银/ 二氧化钛复合物晶粒大小在5-50nm， 二氧化钛晶型为锐钛矿相。
实施例五 称取质量为20毫克纳米银颗粒加入到100毫升小烧杯中，依次向小烧杯中加入 10一、聚乙烯吡咯烷酮k30的乙醇溶液25毫升，置于磁力搅拌器上搅拌处理60分钟，然后 在加热搅拌过程中慢慢加入2毫升钛酸丁酯，得混合液体27毫升，加入无水乙醇、去离子水 按l : l的比例充分混合并用硝酸调至成ra值为2的混合溶液10毫升，在7(TC下搅拌l 小时，然后放入高压釜中，加入的体积大约不超过高压釜体积的1/3。在IO(TC的干燥箱中 烘8小时后，冷却后将产物再用蒸馏水冲洗、离心分离3-4次，然后再放入干燥箱中烘干，即 可得0. 5克左右银/ 二氧化钛复合物。 测定结果制备的银/ 二氧化钛复合物通过日本岛津-6000X-射线衍射仪分析了二氧 化钛晶型，日本电子JE0L2010高分辨透射电镜观察了银/ 二氧化钛复合物的形 貌，结果表明所制备的银/ 二氧化钛复合物晶粒大小在5-50nm， 二氧化钛晶型为锐钛矿 相。 实施例六 称取质量为50毫克纳米银颗粒加入到100毫升小烧杯中，向小烧杯中加入10—3M 聚乙烯吡咯烷酮k30的乙醇溶液40毫升，置于超声波细胞粉碎机在超声波功率为300W的 条件下超声处理20分钟后，置于磁力搅拌器上在加热搅拌过程中慢慢加入5毫升钛酸丁 酯，得混合液体45毫升，然后加入无水乙醇、去离子水按1 : l的比例充分混合并用硝酸调 至成ra值为1的混合溶液10毫升，在6(TC下搅拌1. 5小时，然后放入高压釜中，
加入的体积大约不超过高压釜体积的1/3。在150°C的干燥箱中烘4小时后，冷却 后将产物再用蒸馏水冲洗、离心分离3-4次，然后再放入干燥箱中烘干，即可得1. 2克左右 银/二氧化钛复合物。 测定结果制备的银/ 二氧化钛复合物通过日本岛津-6000X-射线衍射仪分析了 二氧化钛晶型，日本电子JE0L2010高分辨透射电镜观察了银/ 二氧化钛复合物的形貌，结 果表明所制备的银/ 二氧化钛复合物晶粒大小在5-50nm， 二氧化钛晶型为锐钛矿相。
实施例七 称取20毫克纳米银颗粒、30毫克聚乙烯吡咯烷酮k30加入到100毫升小烧杯中， 向小烧杯中加入无水乙醇溶液30毫升，置于超声波细胞粉碎机在超声波功率为400W的条 件下超声处理30分钟后，置于磁力搅拌器上在搅拌过程中缓慢加入5毫升钛酸丁酯，得混
合液体35毫升，然后加入无水乙醇、去离子水按i : i的比例充分混合并用硝酸调至成ra
值为1的混合溶液10毫升，在6(TC下搅拌1. 5小时，放入高压釜中，加入的体积大约不超过 高压釜体积的1/3。在15(TC的干燥箱中烘4小时后，冷却后将产物再用蒸馏水冲洗、离心 分离3-4次，然后再放入干燥箱中烘干，即可得1. 2克左右银/ 二氧化钛复合物。
测定结果制备的银/ 二氧化钛复合物通过日本岛津-6000X-射线衍射仪分析了 二氧化钛晶型，日本电子JE0L2010高分辨透射电镜观察了银/ 二氧化钛复合物的形貌，结 果表明所制备的银/ 二氧化钛复合物晶粒大小在5-50nm， 二氧化钛晶型为锐钛矿相。
权利要求
一种银/二氧化钛复合物的制备方法，其步骤依次是一、将纳米银、聚乙烯吡咯烷酮k30和无水乙醇按质量比为1∶1-20∶500-5000充分混合，经高度分散处理后，得到较为稳定的纳米银/乙醇悬浮液体；二、将纳米银与钛酸正丁酯质量比为1∶100-1000的钛酸正丁酯在搅拌的情况下缓慢滴加到上述纳米银/乙醇悬浮液体中，然后在搅拌的情况下缓慢滴加为纳米银/乙醇悬浮液体积10-40％的用无水乙醇、去离子水按1∶1的比例充分混合并用硝酸调至成的PH值为1-3的混合溶液，滴加完毕后在40-80℃的温度下继续搅拌1-2小时，即可得银/二氧化钛溶胶；三、将上述银/二氧化钛溶胶经脱除有机物和脱水处理后得到银/二氧化钛复合物复合物。
2. 根据权利要求1所述的一种银/ 二氧化钛复合物的制备方法，其中第一步中的高度分散处理的方法是在超声波功率为100-500W的条件下处理10-50分钟。
3. 根据权利要求1所述的一种银/ 二氧化钛复合物的制备方法，其中第一步中的高度分散处理的方法是强烈搅拌30-60分钟。
4. 根据权利要求l所述的一种银/二氧化钛复合物的制备方法，其中第三步中的脱除有机物和脱水处理的方法是将银/ 二氧化钛溶胶放入密封的高压釜中置于烘箱中在IO(TC -ie(TC的温度下处理3-8小时，然后经洗涤、干燥后，得银/ 二氧化钛复合物。
5. 根据权利要求1所述的一种银/ 二氧化钛复合物的制备方法，其中第三步中的脱除有机物和脱水处理的方法是将银/ 二氧化钛溶胶在60°C _1201:的温度下干燥10-24小时，在400°C _7001:的温度下灼烧2-10小时，得银/ 二氧化钛复合物。
全文摘要
本发明公开了一种银/二氧化钛复合物的制备方法，其步骤依次是一、将纳米银、聚乙烯吡咯烷酮k30和无水乙醇充分混合，经高度分散处理后，得到较为稳定的纳米银/乙醇悬浮液体；二、将钛酸正丁酯在搅拌的情况下缓慢滴加到上述纳米银/乙醇悬浮液体中，然后在搅拌的情况下缓慢滴加用无水乙醇、去离子水和硝酸调至成的PH值为1-3的混合溶液，滴加完毕后继续搅拌1-2小时，即可得银/二氧化钛溶胶；三、将上述银/二氧化钛溶胶经脱除有机物和脱水处理后得到银/二氧化钛复合物复合物。这种银/二氧化钛复合物的制备方法克服了现有银/二氧化钛复合物制备存在过程繁琐、成本相对较高、难以大规模工业化生产等问题，具有成本低、操作简单、适合工业化生产的优点。
文档编号B01J23/48GK101693196SQ20091018518
公开日2010年4月14日 申请日期2009年10月1日 优先权日2009年10月1日
发明者徐志兵, 钮志远 申请人:徐志兵;