本发明涉及一种中空球型铁钛复合氧化物(feox/tio2)的制备方法,属于新型环境功能材料技术领域。
背景技术:
近年来,铁钛复合氧化物广泛用于环境污染治理领域。已有研究表明具有特定组成和结构的铁钛复合氧化物具有催化降解氯代芳烃的反应活性。此外人们也发现铁钛复合氧化物可用作scr脱硝的功能材料,该类材料在较宽的温度范围内表现出了高活性、n2生成选择性以及抗h2o、抗so2中毒性能。
随着材料合成技术的不断发展,许多具有中空结构的环境功能材料被制备出来,并应用于环境污染物的净化技术。与实心球相比较,中空球具有密度低、比表面积大、表面渗透性好的优点,通过改变中空球材料的组成结构,可实现对其吸附、催化等性能的调控。中空球的制备方法分为硬模板法、软模板法和无模板法,其中硬模板法制备的中空球更为均匀和规则,然而以往的硬模板法需先制备模板,再制备中空材料,存在工艺过程繁杂的缺点。
综上所述,铁钛复合氧化物可用于环境污染物的净化技术,具有中空结构的铁钛复合氧化物因其组成和结构的优势,有望取得更为优越的净化性能。然而,但到目前为止,尚缺乏合成具有中空结构的铁钛复合氧化物的简便方法。
本发明就是针对上述问题,采用一步合成法,制备了一种中空球型feox/tio2材料。
技术实现要素:
本发明提供一种制备中空球型feox/tio2材料的方法。
(1)tio2中空球的制备:
称取一定量的ti(so4)2和间苯二酚于烧杯中,加入去离子水,搅拌直到溶液完全澄清,其中ti(so4)2和间苯二酚的质量比为0.5:1-5:1;然后量取一定量的甲醛溶液(35wt%)在剧烈搅拌条件下迅速加入到上述混合液中,其中间苯二酚和甲醛的质量比为0.1:1-3:1,搅拌数分钟后转移到反应釜内,在烘箱中60-120°c恒温反应12-48h。反应完成后取出,冷却到室温,经静置陈化、离心分离、洗涤、干燥、焙烧得到tio2中空球。
(2)中空球型feox/tio2材料的制备:
以tio2中空球为载体,负载不同比例的铁氧化物,具体步骤为:称取一定质量的fe(no3)3·9h2o,加入去离子水,搅拌直到溶液完全澄清,称取一定量的tio2中空球,加至上述fe(no3)3溶液中,搅拌0.2-1h,将水蒸干,得到的样品经焙烧后得到中空球型feox/tio2材料。
将背景技术中论述的研究报告和本发明技术内容相比较后,可以看出本发明与背景技术的不相同之处在于:制备得到的feox/tio2材料具有中空结构。
具体实施方式
为更好理解本发明的内容,下面通过实施例对本发明作进一步的说明,但所举之例并不限制本发明的保护范围。
实施例1:
首先,称取6.0gti(so4)2和4.0g间苯二酚溶解于40ml去离子水中,搅拌15min至完全溶解,然后量取5.6ml甲醛溶液(35wt%),在剧烈搅拌条件下迅速加入到上述混合液中。搅拌5min后转移到反应釜中,在烘箱中75℃恒温反应48h。反应完成后取出,冷却到室温,用去离子水离心清洗数次,75℃过夜干燥。最后干燥产物450℃焙烧2h,制得tio2中空球。
称取相应质量的fe(no3)3·9h2o(分析纯)固体,加入25ml蒸馏水,搅拌均匀形成相应的fe(no3)3溶液。称取200mg烘干后tio2产物加入至25ml配制好的fe(no3)3·9h2o溶液,将上述悬浮液搅拌0.5h,然后室温放置48h,之后150℃干燥5h将水蒸干,将蒸干的样品400℃煅烧3h。负载后fe的物质的量为5%(fe/(fe+ti))的feox/tio2材料,标记为tife5。
实施例2:
首先,称取6.0gti(so4)2和4.0g间苯二酚溶解于40ml去离子水中,搅拌15min至完全溶解,然后量取6.5ml甲醛溶液(35wt%),在剧烈搅拌条件下迅速加入到上述混合液中。搅拌10min后转移到反应釜中,在烘箱中75℃恒温反应48h。反应完成后取出,冷却到室温,用去离子水离心清洗数次,75℃过夜干燥。最后干燥产物450℃焙烧2h,制得tio2中空球。
称取相应质量的fe(no3)3·9h2o(分析纯)固体,加入25ml蒸馏水,搅拌均匀形成相应的fe(no3)3溶液。称取200mg烘干后tio2产物加入至25ml配制好的fe(no3)3·9h2o溶液,将上述悬浮液搅拌0.5h,然后室温放置48h,之后150℃干燥5h将水蒸干,将蒸干的样品450℃煅烧2h。负载后fe的物质的量为10%(fe/(fe+ti))的feox/tio2材料,标记为tife10。
实施例3:
首先,称取6.0gti(so4)2和2.0g间苯二酚溶解于50ml去离子水中,搅拌20min至完全溶解,然后量取8ml甲醛溶液(35wt%),在剧烈搅拌条件下迅速加入到上述混合液中。搅拌5min后转移到反应釜中,在烘箱中75℃恒温反应48h。反应完成后取出,冷却到室温,用去离子水离心清洗数次,75℃过夜干燥。最后干燥产物500℃焙烧2h,制得tio2中空球。
称取相应质量的fe(no3)3·9h2o(分析纯)固体,加入25ml蒸馏水,搅拌均匀形成相应的fe(no3)3溶液。称取100mg烘干后tio2产物加入至15ml配制好的fe(no3)3·9h2o溶液,将上述悬浮液搅拌1h,然后室温放置48h,之后120℃干燥6h将水蒸干,将蒸干的样品450℃煅烧2h。负载后fe的物质的量为15%(fe/(fe+ti))的feox/tio2材料,标记为tife15。
实施例4:
首先,称取6.0gti(so4)2和4.5g间苯二酚溶解于60ml去离子水中,搅拌30min至完全溶解,然后量取7ml甲醛溶液(35wt%),在剧烈搅拌条件下迅速加入到上述混合液中。搅拌10min后转移到反应釜中,在烘箱中75℃恒温反应48h。反应完成后取出,冷却到室温,用去离子水离心清洗数次,75℃过夜干燥。最后干燥产物500℃焙烧2h,制得tio2中空球。
称取相应质量的fe(no3)3·9h2o(分析纯)固体,加入25ml蒸馏水,搅拌均匀形成相应的fe(no3)3溶液。称取200mg烘干后tio2产物加入至25ml配制好的fe(no3)3·9h2o溶液,将上述悬浮液搅拌1h,然后室温放置48h,之后120℃干燥6h将水蒸干,将蒸干的样品550℃煅烧2h。负载后fe的物质的量为20%(fe/(fe+ti))的feox/tio2材料,标记为tife20。