一种氮和钒共掺杂的改性二氧化钛催化剂的制备和使用方法

摘要

本发明公开了属于催化剂制备及使用技术领域的一种氮和钒共掺杂的改性二氧化钛催化剂的制备和使用方法。在溶胶-凝胶法制备二氧化钛的过程中加入氮源和钒源，水解后所得凝胶静置陈化、烘干，形成颗粒；再研磨、炭化，升温至600～800℃焙烧，得到不同掺杂量的混晶型二氧化钛催化剂。掺入金属离子影响电子-空穴对的复合，提高对可见光的利用率。本发明操作简单，易掌握，制备的氮和钒共掺杂改性二氧化钛光催化剂能大幅提高催化剂的可见光活性，可应用于化工行业的硫酸生产，冶炼行业的SO2尾气治理和燃煤、燃油锅炉的二氧化硫控制，酸雨的防治以及燃煤电厂烟气调节提高电除尘器的除尘效率等领域。

主权项

一种氮和钒共掺杂的改性二氧化钛催化剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)配制A溶液：在快速搅拌的条件下将钛源从分液漏斗中滴入无水乙醇中，维持钛源与无水乙醇体积比为(3～4)∶8，混合生成浅黄色透明溶液，按照氮原子与钛原子的摩尔比为0.28～0.85称取氮源，再将氮源加入上述溶液中，得到A溶液；(2)配制B溶液：将冰醋酸、高纯水加入到无水乙醇中，维持体积比冰醋酸∶高纯水∶无水乙醇为5∶(2～6)∶20，再按照钒原子与钛原子的摩尔比为0.001～0.12称取钒源，加入上述由冰醋酸、高纯水和无水乙醇配制的溶液中，得到B溶液；(3)待A溶液混合均匀，维持室温，将B溶液缓慢的滴加到A溶液中，完全混合后形成浅色溶胶，缓慢水解，继续搅拌，直到变成凝胶，停止搅拌；(4)将形成的凝胶用滤纸封口后室温静置陈化；(5)将陈化后的凝胶放入烘箱中烘干，形成颗粒；(6)将烘干后所得颗粒放入研钵中研磨，再置于箱式电阻炉中，炉内保证有空气进入，以10～20℃/min的升温速率缓慢升温至250℃，炭化半小时，继续升温至600～800℃焙烧，得到不同掺杂量的混晶型二氧化钛催化剂；步骤(1)中所述快速搅拌的搅拌速度为120～200r/min。