一种金属离子掺杂改性的微球TiO₂光催化剂及其制备方法

摘要

本发明公开一种金属离子掺杂改性的微球TiO2光催化剂及其制备方法，所述的金属离子掺杂改性的微球TiO2光催化剂以微球体形式存在，微球体的直径大小为60～150μm，松装密度为0.785～0.845kg/m3；该金属离子掺杂改性的微球TiO2光催化剂由纳米级的TiO2晶粒组成，并且TiO2晶粒以锐钛矿型晶型存在；该金属离子掺杂改性的微球TiO2光催化剂的热稳定性能良好，用来降解油田采出水，使降解后的油田采出水达到国家排放标准，在生活废水、工厂加工废水等的废水处理技术领域有广泛应用前景。

主权项

一种金属离子掺杂改性的微球TiO2光催化剂的制备方法，其特征在于：包括以下几个步骤：步骤一、制备TiO2光催化剂（a）取17～20ml钛酸四丁酯，在磁力搅拌器的搅拌下，缓慢加入无水乙醇68～70ml，搅拌均匀后形成混合溶液A；（b）选取1ml的含Fe3+溶液，且所选溶液的金属离子浓度为10‑4mol/ml～10‑8mol/ml，并向其中添加5ml的蒸馏水；在磁力搅拌器的搅拌下，缓慢加入无水乙醇6～7ml，搅拌均匀后，向其中滴加5mol/L的硝酸溶液调节pH值，使形成的混合溶液B为酸性；（c）在磁力搅拌器搅拌下，将混合溶液A逐滴加入混合溶液B中，滴完后，再利用磁力搅拌器搅拌继续，搅拌均匀后制备出乳白色溶胶；（d）将乳白色溶胶干燥，并对干燥后的乳白色溶胶进行研磨，成为粒径尺寸为13～16nm的粉末状乳白色粉体；将该粉末状乳白色粉体转移至马弗炉内，逐渐升温至500℃，焙烧后保温得到TiO2光催化剂；（e）重复步骤（a）～（d）；使制备的TiO2光催化剂的质量大于500g；步骤二：制备微球TiO2光催化剂将制备的TiO2光催化剂用蒸馏水进行溶解，并在溶解过程中加入20～25ml玻璃胶，形成混合溶液C；步骤三：进行喷雾造粒过程将混合溶液C加入喷雾造粒装置中进行喷雾造粒，得到含有玻璃胶的微球TiO2的初级产物；并将该初级产物置于马弗炉中加热煅烧，得到最终产物——金属离子掺杂改性的微球TiO2光催化剂，以微球体形式存在，微球体的直径大小为60～150μm；所述的玻璃胶为透明的酸性硅酮玻璃胶，主要成分为硅酸钠。