掺杂金属离子的纳米介孔SiO₂-TiO₂复合光催化材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种掺杂金属离子的纳米介孔二氧化钛/二氧化硅复合光催化材料的制备方法。根据本发明的方法流程简单，可操作性强，同时相对成本低廉，适用于批量制备，具备工业化生产的可能性，具有广泛的应用前景。另外本发明的另一重要优势在于整个反应体系均只用水作为溶剂，而没有使用有机溶剂，例如醇等，因而有效地减小了对环境的污染，提高了生产环节的安全性。

主权项

一种掺杂金属离子的纳米介孔SiO₂‑TiO₂复合光催化材料的制备方法，其包括以下步骤：1)可控水解制备掺杂金属离子的原钛酸沉淀将钛无机盐和作为掺杂剂的金属无机盐共同溶于水中，形成混合溶液，其中掺杂金属离子与钛离子的摩尔比值为0.002∶1至0.3∶1，并且将混合溶液中的Ti⁴⁺离子浓度调整为0.01～0.50mol/L；将无机碱加入到所述混合溶液中，使混合溶液的pH值为5～11，得到金属氢氧化物与原钛酸的共沉淀，得到的沉淀经纯化过程除去杂质；2)过氧化氢‑氨络合物制备用质量百分浓度为10％至60％的过氧化氢溶液分散步骤1)得到的金属氢氧化物与原钛酸的共沉淀成溶液态，其中H₂O₂与金属离子和Ti的总分子摩尔比控制在1至25，在所得到的过氧化钛溶液中添加氨水合物，形成金属/钛‑过氧化‑氨复合络合物溶液，其中NH₄⁺与金属离子和Ti的总分子摩尔比控制在1至25；3)制备掺杂金属离子的纳米介孔SiO₂‑TiO₂复合光催化材料在反应温度为0～100℃，优选10～90℃，更优选为60～80℃搅拌下，向步骤2)制备得到的金属/钛‑过氧化‑氨复合络合物溶液中加入有机硅烷化合物进行反应，其中，有机硅烷化合物与金属/钛‑过氧化‑氨复合络合物溶液的体积比为10∶1至1∶10，加热时间控制在0.5小时到12小时之间，优选为1小时到8小时之间，更优选为3小时到6小时之间，反应完成后，经过过滤、洗涤、干燥等后处理步骤，得到掺杂金属离子的纳米介孔SiO₂‑TiO₂复合光催化材料。