專利名稱：摻雜二氧化鈦的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及摻雜二氧化鈦、其制備方法和用途。
熱解二氧化鈦(可以Degussa TiO2 P25商購(gòu)得到)的特征在于其在光催化領(lǐng)域中具有許多可能的用途。R.W Matthews,S.R.McEvoy,J.Photochem.Photobiol.A:Chem.,64(1992)231-246；R.I.Bickley等人，Journal of Solid State Chemistry,92(1991),231-190；R.Franke,C.Franke,Chemosphere,Vol.39,No.15(1999),2651-2659；H.Zen,JETI(1998),46(10),66-67。
其被用作具有高度光催化活性的參比物(V.Loddo等人，AppliedCatalysis B:Environmental 20(1999),29-45)。
本發(fā)明提供通過(guò)氣溶膠摻雜的二氧化鈦，其包含選自于以下組中的氧化物作為摻雜組分氧化鋅、氧化鉑、氧化鎂和/或氧化鋁。
本發(fā)明還提供制備通過(guò)氣溶膠摻雜的二氧化鈦的方法，該方法的特征在于，將氣溶膠送入諸如用于通過(guò)火焰水解制備熱解二氧化鈦的火焰中，在反應(yīng)之前或期間使該氣溶膠與火焰氧化反應(yīng)或火焰水解的氣體混合物均勻混合，氣溶膠-氣體混合物在火焰中進(jìn)行反應(yīng)，然后按照已知的方法將所得經(jīng)摻雜的熱解制備的氧化物從氣流中分離出來(lái)，在此包含待摻雜物質(zhì)組分的鹽溶液或懸浮液用作氣溶膠的起始物，其可以是金屬鹽或準(zhǔn)金屬鹽或這兩種鹽的混合物或者不溶性金屬或準(zhǔn)金屬化合物或這兩種化合物的混合物的懸浮液，氣溶膠是通過(guò)雙組分噴嘴的霧化或者通過(guò)氣溶膠發(fā)生器制備的，優(yōu)選通過(guò)超聲霧化來(lái)制備。
可用作待摻雜物質(zhì)的是鋅、鎂、鋁和/或貴金屬如鉑、鈀、銀、金的鹽。優(yōu)選使用這些鹽的水溶液，該水溶液可任選進(jìn)行酸化。優(yōu)選用作鹽的是氯化鋅、六氯鉑酸、氯化鎂、氯化鋁。
通過(guò)氣溶膠來(lái)?yè)诫s的方法基本上按照EP0850876A1中所述的來(lái)進(jìn)行。
火焰水解制備熱解二氧化鈦的方法可參見(jiàn)Ullmann化學(xué)技術(shù)詞典(Ulllman′s Enzyklopaedie dertechnischen Chemie，第4版，第21卷，464頁(yè))。
根據(jù)本發(fā)明通過(guò)氣溶膠摻雜的二氧化鈦中，摻雜物質(zhì)的濃度范圍是0.00001-20重量％，優(yōu)選0.1-10000ppm。BET表面積為5-150m2/g，優(yōu)選為35-110m2/g。
為產(chǎn)生高水平的光催化活性，BET表面積可為65-80m2/g。在此情況下，摻雜組分的量可為40-800ppm。
為產(chǎn)生低水平的光催化活性，BET表面積可為35-60m2/g。在此情況下，摻雜組分的量可大于1000ppm。
如果根據(jù)本發(fā)明通過(guò)氣溶膠摻雜的二氧化鈦具有高水平的光催化活性，則可用于凈化廢氣。
它們可固定在載體上。
如果根據(jù)本發(fā)明的二氧化鈦具有高水平的光催化活性，它們可用于分解廢水和/或廢氣中的雜質(zhì)。在此情況下，二氧化鈦可通過(guò)懸浮在廢水和/或廢氣中或者固定在載體上來(lái)使用。
如果根據(jù)本發(fā)明的二氧化鈦具有低水平的光催化活性，它們可用作UV照射吸收劑。它們可用于玻璃涂層或者塑料中。
根據(jù)本發(fā)明的二氧化鈦在具有高水平的光催化活性時(shí)，還可用于玻璃、塑料、從空氣、水等中除去雜質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明的二氧化鈦具有高水平的光催化活性時(shí)，還可用于用UV照射對(duì)水進(jìn)行消毒。
根據(jù)本發(fā)明通過(guò)氣溶膠摻雜的二氧化鈦的光催化活性是在任選地經(jīng)酸化的水懸浮液中通過(guò)UV照射光催化分解氯代烴來(lái)測(cè)定的。
在該測(cè)試中，發(fā)現(xiàn)在任選酸化的水懸浮液中根據(jù)本發(fā)明的二氧化鈦的光催化活性可通過(guò)用金屬/貴金屬或準(zhǔn)金屬的氧化物摻雜來(lái)增加或降低。
令人驚奇的是，即使均勻地相互混合摻雜組分和二氧化鈦，也可增加在水懸浮液中分解氯代烴的光催化活性。因此，在此情況下?lián)诫s組分不僅僅是在二氧化鈦上，而且還在二氧化鈦中。
更高的摻雜度有助于降低光催化活性。為確定光催化活性，在經(jīng)攪拌的反應(yīng)器中測(cè)試通過(guò)UV照射對(duì)氯代烴(4-氯苯酚(4-CP)和二氯乙酸(DCA))的分解。
為增加經(jīng)摻雜的熱解二氧化鈦在任選酸化的水懸浮液中光催化分解氯代烴的速率，BET表面積優(yōu)選為70-85m2/g。
為降低光催化活性，其同樣是在純的水懸浮液或者經(jīng)酸化的水懸浮液中通過(guò)UV照射分解4-氯苯酚和二氯乙酸來(lái)測(cè)試，BET表面積優(yōu)選為50-60m2/g。
另外，摻雜組分的量的變化導(dǎo)致UV照射光催化分解氯代烴速率的變化。
用純二氧化鈦DegussaP25作為光催化劑測(cè)量在任選酸化的水懸浮液中通過(guò)UV照射光催化分解氯代烴的速率，并將該值作為參比值(0值)。用DegussaP25進(jìn)行測(cè)試的持續(xù)時(shí)間不超過(guò)360分鐘。測(cè)定在任選酸化的水懸浮液中光催化分解氯代烴的初始反應(yīng)速率。
同樣在幾個(gè)小時(shí)的時(shí)間(最多360分鐘)中檢測(cè)在純水懸浮液或者經(jīng)酸化的水懸浮液中通過(guò)UV照射光催化分解氯代烴，也就是說(shuō)不添加二氧化鈦。
初始反應(yīng)速率的結(jié)果以及在純水懸浮液或者經(jīng)酸化的水懸浮液中光催化分解氯代烴的結(jié)果列于表3、4和5中。
在純水懸浮液或者經(jīng)酸化的水懸浮液中通過(guò)UV照射分解二氯乙酸和4-氯苯酚(這兩種氯代烴的初始濃度度是120mg/l)，與DegussaP25相比，用氧化鋁、氧化鉑或氧化鎂摻雜產(chǎn)生特別高的初始反應(yīng)速率(見(jiàn)表5)。
如果使用氧化鋅作為摻雜物質(zhì)，根據(jù)BET表面積和摻雜量可得到不同的效果。
如果BET表面積為78m2/g，而氧化鋅的摻雜量為430±20ppm，在純水懸浮液或者經(jīng)酸化的水懸浮液中通過(guò)UV照射分解二氯乙酸和4-氯苯酚的初始反應(yīng)速率，與DegussaP25相比大大增加。
如果BET表面積為56m2/g，而氧化鋅的摻雜量為0.13±0.02％，在純水懸浮液或者經(jīng)酸化的水懸浮液中通過(guò)UV照射分解二氯乙酸的初始反應(yīng)速率，與DegussaP25相比僅增加29％。
在純水懸浮液或者經(jīng)酸化的水懸浮液中通過(guò)UV照射分解4-氯苯酚的初始反應(yīng)速率，與DegussaP25相比降低31％(見(jiàn)表5)。
另外，還測(cè)試了表面積為82m2/g的純二氧化鈦?zhàn)鳛楣獯呋瘎┑男Ч?，以總結(jié)出在純水懸浮液或者經(jīng)酸化的水懸浮液中通過(guò)UV照射光催化分解二氯乙酸和4-氯苯酚的初始反應(yīng)速率，與Degussa二氧化鈦P25相比增加僅是基于表面積的增加。
雖然表面積的增加導(dǎo)致4-氯苯酚和二氯乙酸的光催化分解的增加，但該增加沒(méi)有通過(guò)摻雜而產(chǎn)生的那么大(見(jiàn)表5)。制備摻雜二氧化鈦用于實(shí)施例1-6中的燃燒爐示意性地示于

圖1中。
根據(jù)圖1，該裝置的核心組件是已知類型的開(kāi)口燃燒爐(1)，其通常用于制備熱解氧化物。燃燒爐(1)包括內(nèi)噴嘴(3)，主氣流由該噴嘴流入火焰管(2)中并燃燒。內(nèi)噴嘴(3)被另外一個(gè)噴嘴(4)(套管噴嘴)環(huán)繞，由該噴嘴(4)流入環(huán)形或輔助氫氣以避免結(jié)塊。在噴嘴出口和火焰管之間設(shè)置一個(gè)隔膜(5)，氣溶膠由此送入。氣溶膠氣流通過(guò)該隔膜均勻地與內(nèi)噴嘴和套管噴嘴的氣流混合。在氣溶膠發(fā)生器(6)(超聲霧化器)中產(chǎn)生氣溶膠。氣溶膠的起始物是鹽水溶液，其包含溶解或者分散/懸浮形式的待摻雜金屬/貴金屬或準(zhǔn)金屬的鹽或氯酸。
由氣溶膠發(fā)生器(6)產(chǎn)生的氣溶膠借助載氣流從加熱區(qū)(7)中流過(guò)，在該加熱區(qū)中水被蒸發(fā)，而且在氣相中存在細(xì)小的鹽晶。
制備氧化物的各條件列于表1中。實(shí)施例1(用氧化鋁摻雜)0.66kg/h的四氯化鈦在280℃下氣化，并引入燃燒爐的中心管中。另外將0.54Nm3/h的氫氣和3.41Nm3/h的空氣也送入中心管中。因?yàn)槭情_(kāi)口燃燒爐，氣體混合物從燃燒爐的內(nèi)噴嘴流過(guò)并進(jìn)入火焰管中燃燒。將0.23Nm3/h的套管或輔助氫氣送入套管噴嘴中，該噴嘴環(huán)繞中心噴嘴，以防止在噴嘴處結(jié)塊。
氣溶膠通過(guò)隔膜(直徑35mm；狹縫寬度0.4mm)提供，該隔膜在水平位置上處于燃燒爐頭出口和火焰管之間。氣溶膠是氯化鋁鹽氣溶膠，其是在氣溶膠發(fā)生器中以126g/h的量通過(guò)超聲霧化1％的AlCl3·6H2O水溶液來(lái)制備的。鋁鹽氣溶膠借助于0.04Nm3/h的載氣由加熱管中通過(guò)，在約215℃的溫度下氣溶膠變?yōu)闅怏w和鹽晶氣溶膠。
反應(yīng)氣體、從開(kāi)口燃燒爐中抽出的周圍額外空氣、以及所形成的經(jīng)氧化鋁摻雜的熱解二氧化鈦通過(guò)低壓由冷卻系統(tǒng)中抽過(guò)，并由此冷卻至100-160℃。通過(guò)過(guò)濾或旋風(fēng)分離器從氣流中分離固體。所得的經(jīng)氧化鋁摻雜的熱解二氧化鈦為細(xì)的白色粉末。
在隨后的步驟中，用含水蒸汽的空氣處理，由此在高溫下除去粘附在二氧化鈦上的殘留鹽酸。經(jīng)摻雜的熱解二氧化鈦的BET表面積為75m2/g。進(jìn)一步的分析數(shù)據(jù)列于表2中。實(shí)施例2(用氧化鉑摻雜)0.65kg/h的四氯化鈦在280℃下氣化，并引入燃燒爐的中心管中。另外將0.54Nm3/h的氫氣和3.41Nm3/h的空氣也送入中心管中。因?yàn)槭情_(kāi)口燃燒爐，氣體混合物從燃燒爐的內(nèi)噴嘴流過(guò)并進(jìn)入火焰管中燃燒。將0.23Nm3/h的套管或輔助氫氣送入套管噴嘴中，該噴嘴環(huán)繞中心噴嘴，以防止在噴嘴處結(jié)塊。
氣溶膠通過(guò)隔膜(直徑35mm；狹縫寬度0.4mm)提供，該隔膜在水平位置上處于燃燒爐頭出口和火焰管之間。氣溶膠是六氯鉑酸氣溶膠，其是在氣溶膠發(fā)生器中以27.0g/h的量通過(guò)超聲霧化0.5％的H2PtCl6水溶液來(lái)制備的。六氯鉑酸氣溶膠借助于0.04Nm3/h的載氣由加熱管中通過(guò)，在約344℃的溫度下氣溶膠變?yōu)闅怏w和鹽晶氣溶膠。
反應(yīng)氣體、從開(kāi)口燃燒爐中抽出的周圍額外空氣、以及所形成的經(jīng)氧化鉑摻雜的熱解二氧化鈦通過(guò)低壓由冷卻系統(tǒng)中抽過(guò)，并由此冷卻至100-160℃。通過(guò)過(guò)濾或旋風(fēng)分離器從氣流中分離固體。所得的經(jīng)氧化鉑摻雜的熱解二氧化鈦為細(xì)的白色粉末。
在隨后的步驟中，用含水蒸汽的空氣處理，由此在高溫下除去粘附在二氧化鈦上的殘留鹽酸。經(jīng)氧化鉑摻雜的熱解二氧化鈦的BET表面積為73m2/g。進(jìn)一步的分析數(shù)據(jù)列于表2中。實(shí)施例3(用氧化鎂摻雜)0.66kg/h的四氯化鈦在280℃下氣化，并引入燃燒爐的中心管中。另外將0.54Nm3/h的氫氣和3.41Nm3/h的空氣也送入中心管中。因?yàn)槭情_(kāi)口燃燒爐，氣體混合物從燃燒爐的內(nèi)噴嘴流過(guò)并進(jìn)入火焰管中燃燒。將0.23Nm3/h的套管或輔助氫氣送入套管噴嘴中，該噴嘴環(huán)繞中心噴嘴，以防止在噴嘴處結(jié)塊。
氣溶膠通過(guò)隔膜(直徑35mm；狹縫寬度0.4mm)提供，該隔膜在水平位置上處于燃燒爐頭出口和火焰管之間。氣溶膠是氯化鎂鹽氣溶膠，其是在氣溶膠發(fā)生器中以21.4g/h的量通過(guò)超聲霧化0.5％的MgCl2·6H2O水溶液來(lái)制備的。鎂鹽氣溶膠借助于0.04 Nm3/h的載氣由加熱管中通過(guò)，在約331℃的溫度下氣溶膠變?yōu)闅怏w和鹽晶氣溶膠。
反應(yīng)氣體、從開(kāi)口燃燒爐中抽出的周圍額外空氣、以及所形成的經(jīng)氧化鎂摻雜的熱解二氧化鈦通過(guò)低壓由冷卻系統(tǒng)中抽過(guò)，并由此冷卻至100-160℃。通過(guò)過(guò)濾或旋風(fēng)分離器從氣流中分離固體。所得的經(jīng)氧化鎂摻雜的熱解二氧化鈦為細(xì)的白色粉末。
在隨后的步驟中，用含水蒸汽的空氣處理，由此在高溫下除去粘附在二氧化鈦上的殘留鹽酸。經(jīng)氧化鎂摻雜的熱解二氧化鈦的BET表面積為77m2/g。進(jìn)一步的分析數(shù)據(jù)列于表2中。實(shí)施例4(用氧化鋅摻雜)0.65kg/h的四氯化鈦在280℃下氣化，并引入燃燒爐的中心管中。另外將0.54Nm3/h的氫氣和3.41Nm3/h的空氣也送入中心管中。因?yàn)槭情_(kāi)口燃燒爐，氣體混合物從燃燒爐的內(nèi)噴嘴流過(guò)并進(jìn)入火焰管中燃燒。將0.23Nm3/h的套管或輔助氫氣送入套管噴嘴中，該噴嘴環(huán)繞中心噴嘴，以防止在噴嘴處結(jié)塊。
氣溶膠通過(guò)隔膜(直徑35mm；狹縫寬度0.4mm)提供，該隔膜在水平位置上處于燃燒爐頭出口和火焰管之間。氣溶膠是氯化鋅鹽氣溶膠，其是在氣溶膠發(fā)生器中以31.7g/h的量通過(guò)超聲霧化3％的ZnCl2水溶液來(lái)制備的。鋅鹽氣溶膠借助于0.04Nm3/h的載氣由加熱管中通過(guò)，在約303℃的溫度下氣溶膠變?yōu)闅怏w和鹽晶氣溶膠。
反應(yīng)氣體、從開(kāi)口燃燒爐中抽出的周圍額外空氣、以及所形成的經(jīng)氧化鋅摻雜的熱解二氧化鈦通過(guò)低壓由冷卻系統(tǒng)中抽過(guò)，并由此冷卻至100-160℃。通過(guò)過(guò)濾或旋風(fēng)分離器從氣流中分離固體。所得的經(jīng)氧化鋅摻雜的熱解二氧化鈦為細(xì)的白色粉末。
在隨后的步驟中，用含水蒸汽的空氣處理，由此在高溫下除去粘附在二氧化鈦上的殘留鹽酸。經(jīng)氧化鋅摻雜的熱解二氧化鈦的BET表面積為78m2/g。進(jìn)一步的分析數(shù)據(jù)列于表2中。實(shí)施例5(用氧化鋅摻雜)1.32kg/h的四氯化鈦在280℃下氣化，并引入燃燒爐的中心管中。另外將0.33Nm3/h的氫氣和2.68Nm3/h的空氣也送入中心管中。因?yàn)槭情_(kāi)口燃燒爐，氣體混合物從燃燒爐的內(nèi)噴嘴流過(guò)并進(jìn)入火焰管中燃燒。將0.1Nm3/h的套管或輔助氫氣送入套管噴嘴中，該噴嘴環(huán)繞中心噴嘴，以防止在噴嘴處結(jié)塊。
氣溶膠通過(guò)隔膜(直徑35mm；狹縫寬度0.4mm)提供，該隔膜在水平位置上處于燃燒爐頭出口和火焰管之間。氣溶膠是氯化鋅鹽氣溶膠，其是在氣溶膠發(fā)生器中以112.6g/h的量通過(guò)超聲霧化2％的ZnCl2水溶液來(lái)制備的。鋁鹽氣溶膠借助于0.04Nm3/h的載氣由加熱管中通過(guò)，在約215℃的溫度下氣溶膠變?yōu)闅怏w和鹽晶氣溶膠。
反應(yīng)氣體、從開(kāi)口燃燒爐中抽出的周圍額外空氣、以及所形成的經(jīng)氧化鋅摻雜的熱解二氧化鈦通過(guò)低壓由冷卻系統(tǒng)中抽過(guò)，并由此冷卻至100-160℃。通過(guò)過(guò)濾或旋風(fēng)分離器從氣流中分離固體。所得的經(jīng)氧化鋅摻雜的熱解二氧化鈦為細(xì)的白色粉末。
在隨后的步驟中，用含水蒸汽的空氣處理，由此在高溫下除去粘附在二氧化鈦上的殘留鹽酸。經(jīng)氧化鋅摻雜的熱解二氧化鈦的BET表面積為56m2/g。進(jìn)一步的分析數(shù)據(jù)列于表2中。實(shí)施例6(制備二氧化鈦)0.42kg/h的四氯化鈦在280℃下氣化，并引入燃燒爐的中心管中。另外將0.21Nm3/h的氫氣、3.78Nm3/h的空氣和0.04Nm3/h的氮?dú)庖菜腿胫行墓苤?。因?yàn)槭情_(kāi)口燃燒爐，氣體混合物從燃燒爐的內(nèi)噴嘴流過(guò)并進(jìn)入火焰管中燃燒。將0.23Nm3/h的套管或輔助氫氣送入套管噴嘴中，該噴嘴環(huán)繞中心噴嘴，以防止在噴嘴處結(jié)塊。
反應(yīng)氣體、從開(kāi)口燃燒爐中抽出的周圍額外空氣、以及所形成的熱解二氧化鈦通過(guò)低壓由冷卻系統(tǒng)中抽過(guò)，并由此冷卻至100-160℃。通過(guò)過(guò)濾或旋風(fēng)分離器從氣流中分離固體。所得的熱解二氧化鈦為細(xì)的白色粉末。
在隨后的步驟中，用含水蒸汽的空氣處理，由此在高溫下除去粘附在二氧化鈦上的殘留鹽酸。熱解制備的二氧化鈦的BET表面積為82m2/g。進(jìn)一步的分析數(shù)據(jù)列于表2中。測(cè)定在懸浮液中光催化分解氯代烴的速率的試驗(yàn)方法測(cè)定在純的水懸浮液或者經(jīng)酸化的水懸浮液中通過(guò)UV照射光催化分解氯代烴如4-氯苯酚(4-CP)和二氯乙酸(DCA)的速率的試驗(yàn)的總時(shí)間不超過(guò)360分鐘。
在攪拌反應(yīng)器中進(jìn)行分解反應(yīng)。另外，待研究的懸浮液從儲(chǔ)存容器泵入攪拌反應(yīng)器中，并再泵回，以確保均勻的UV照射。懸浮液的pH值為4-7，優(yōu)選為5。攪拌反應(yīng)器中的溫度為25-40℃，優(yōu)選30-35℃，具體的光催化活性或低活性二氧化鈦的濃度，即、表3和4中描述的P 25或者根據(jù)實(shí)施例6的純二氧化鈦或者表3-4中描述的摻雜二氧化鈦，為1g/l。連續(xù)地從儲(chǔ)存容器泵入U(xiǎn)V照射單元中，然后再泵回，而且用冷卻水冷卻UV燈系統(tǒng)，由此將溫度恒定地保持在上述范圍內(nèi)。UV照射分解氯代烴的過(guò)程連續(xù)地通過(guò)分解反應(yīng)來(lái)檢測(cè)。
以固定的間隔測(cè)定TOC值(TOC=總有機(jī)碳=有機(jī)鍵連的碳)，由此可測(cè)定TOC/TOC0(TOC0=懸浮液中有機(jī)鍵連的碳的初始濃度)。TOC/TOC0表示在特定取樣時(shí)間的百分TOC含量。
氯代烴的分解過(guò)程繪制成TOC/TOC0-時(shí)間曲線。在相同的條件下同樣地測(cè)定DegussaP25的分解速率作為標(biāo)準(zhǔn)。
記錄曲線的整個(gè)過(guò)程。
還進(jìn)行UV照射分解4-氯苯酚和二氯乙酸的盲試，但不添加二氧化鈦。
如果不使用二氧化鈦，此時(shí)仍表現(xiàn)出的TOC/TOC0大于89％，使得實(shí)際上在此情況下沒(méi)有發(fā)生分解反應(yīng)。光催化分解4-氯苯酚的試驗(yàn)結(jié)果表1制備氧化物時(shí)的實(shí)驗(yàn)條件
主要空氣=在中心管中的空氣；H2芯=在中心管中的氫氣；H2套管=套管中的氫氣；N2芯=在中心管中的氮?dú)?；氣體溫度=中心管的噴嘴中的氣體溫度；氣溶膠量=鹽溶液轉(zhuǎn)化為氣溶膠形式的物流流率；N2氣溶膠=氣溶膠中載氣(氮?dú)?的量表2根據(jù)實(shí)施例1-6得到的氧化物的分析數(shù)據(jù)
LD=干燥損失(105℃下2小時(shí))，根據(jù)DIN/ISO 787/Ⅱ,ASTM D280,JISK5101/21；LI=點(diǎn)火損失(1000℃下2小時(shí))，根據(jù)DIN55921,ASTM D1208,JIS K5101/23，基于105℃下干燥的物質(zhì)；堆積密度根據(jù)DIN/ISO787/Ⅸ,JISK5101/18(未過(guò)篩)
表3300分鐘后用二氧化鈦和摻雜二氧化鈦光催化分解4-CP(4-氯苯酚)的測(cè)試結(jié)果
表4300分鐘后用二氧化鈦和摻雜二氧化鈦光催化分解DCA(二氯乙酸)的測(cè)試結(jié)果
表5二氧化鈦的初始反應(yīng)速率
反應(yīng)器體積1.7L照射源UVH1022Z4鐵摻雜高壓汞燈切斷功率(exclusion power)500W(Heraeus)催化劑濃度1g/l氯代烴的初始濃度120mg/l在純的水懸浮液或者經(jīng)酸化的水懸浮液中使用二氧化鈦以及經(jīng)火焰水解制備的摻雜二氧化鈦測(cè)定通過(guò)UV照射光催化分解氯代烴的初始反應(yīng)速率。懸浮液恒定地?cái)嚢瑁⑦B續(xù)地用鐵摻雜的高壓汞燈UVH1022Z4照射。對(duì)燈進(jìn)行冷卻，以確保恒定的條件。同樣，連續(xù)地從儲(chǔ)存容器泵入反應(yīng)器中，并泵回，而且同時(shí)冷卻，由此使懸浮液也保持在恒定的溫度下。
權(quán)利要求
1.通過(guò)氣溶膠摻雜的熱解二氧化鈦，其包含選自于以下組中的氧化物作為摻雜組分氧化鋅、氧化鉑、氧化鎂和/或氧化鋁。
2.制備如權(quán)利要求1所述的通過(guò)氣溶膠摻雜的熱解二氧化鈦的方法，該方法的特征在于，將氣溶膠送入諸如用于通過(guò)火焰水解制備熱解二氧化鈦的火焰中，在反應(yīng)之前或期間使該氣溶膠與火焰氧化反應(yīng)或火焰水解的氣體混合物均勻混合，氣溶膠-氣體混合物在火焰中進(jìn)行反應(yīng)，然后按照已知的方法將所得經(jīng)摻雜的熱解制備的氧化物從氣流中分離出來(lái)，在此包含待摻雜物質(zhì)組分的鹽溶液或懸浮液用作氣溶膠的起始物，其可以是金屬鹽或準(zhǔn)金屬鹽或這兩種鹽的混合物或者不溶性金屬或準(zhǔn)金屬化合物或這兩種化合物的混合物的懸浮液，氣溶膠是通過(guò)雙組分噴嘴的霧化或者通過(guò)氣溶膠發(fā)生器制備的，優(yōu)選通過(guò)超聲霧化來(lái)制備。
3.如權(quán)利要求1所述的通過(guò)氣溶膠摻雜的熱解二氧化鈦?zhàn)鳛楣獯呋瘎┑挠猛尽?br> 4.如權(quán)利要求1所述的通過(guò)氣溶膠摻雜的熱解二氧化鈦?zhàn)鳛閁V照射吸收劑的用途。
5.如權(quán)利要求1所述的通過(guò)氣溶膠摻雜的熱解二氧化鈦在凈化廢水中的用途。
6.如權(quán)利要求1所述的通過(guò)氣溶膠摻雜的熱解二氧化鈦在凈化廢空氣和廢氣中的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及通過(guò)氣溶膠摻雜的熱解二氧化鈦,其包含選自于以下組中的氧化物作為摻雜組分:氧化鋅、氧化鉑、氧化鎂和/或氧化鋁。其是如下制得的:在制備熱解二氧化鈦時(shí),噴霧金屬鹽溶液形成氣溶膠,并將其注入生產(chǎn)氣流中。該二氧化鈦可用作光催化劑或UV吸收劑。
文檔編號(hào)C02F1/72GK1320557SQ0110951
公開(kāi)日2001年11月7日 申請(qǐng)日期2001年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月28日
發(fā)明者伊娜·黑默, 赫爾穆特·曼戈?duì)柕? 斯文－烏韋·蓋森, 安娜·莫伊謝耶夫 申請(qǐng)人:德古薩股份公司