【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于催化剂载体，具体涉及一种多级孔纳米tio2载体的制备方法及其应用。
技术介绍
1、tio2为n型半导体，其基本结构单元是以钛原子为中心，周围有6个氧原子形成配位数的八面体结构，其晶型主要有锐钛矿型、金红石型以及板钛矿型。其作为活性组分或载体被广泛应用于光催化、热催化和电催化领域中。
2、由于tio2作为载体可以与金属活性中心之间产生强相互作用，并且其表面存在可调节的酸性位点，因此以tio2为载体开发的催化剂具有活性高、热稳定性好、耐酸碱等特点。
3、专利cn201810871692.5公开了一种氮化碳量子点改性多级孔结构tio2-sio2光催化剂及其制备方法。通过原位负载的方法在合成有序多级孔tio2-sio2材料的过程中，引入氮化碳量子点，煅烧法除去模板剂后，得到氮化碳量子点改性多级孔结构tio2-sio2光催化剂。该专利采用嵌段聚合物f127、p123w为造孔剂，聚苯乙烯为模板，之后通过焙烧脱模的方式形成多级孔结构的tio2-sio2载体材料。脱模过程中，很容易因燃烧不充分，造成空气污染。
4、专利cn201510144034.2公开了一种具有多级孔结构的二氧化钛微球及其制备方法和应用。所述具有多级孔结构的二氧化钛微球的直径为2～5μm，由5～20nm的纳米二氧化钛颗粒聚集而成，其比表面积为40～130m2/g，且同时存在孔径为5～20nm的介孔和20～100nm的大孔。所述的具有多级孔结构的tio2微球具有较大的比表面积和较好的紫外和可见光散射性能，应用于染料敏化太阳能电池
5、专利cn201610597485.6公开了一种多级孔结构二氧化钛方法的制备方法及其光催化应用，属于新型纳米结构材料领域。采用天然生物材料(木粉)作为制备多级孔结构二氧化钛的硬模板并结合表面活性剂自组装结构为软模板，通过蒸发诱导自组装方法形成复合材料，经过进一步热处理，最终得到具有高催化活性的多级孔道结构纳米二氧化钛。该专利技术的优点在于制备得到的二氧化钛材料具有微孔、介孔和大孔，比表面积大，二氧化钛晶型为锐钛矿和金红石混晶，光催化活性高。但是其同样无法避免有机物焙烧产生的环境污染问题。
6、专利cn201610534311.5公开了一种铁铜铈改性二氧化钛催化剂的制备方法及其应用。将无水乙醇、乙酰丙酮、冰乙酸混合后加入钛酸丁酯，得到溶液a；将无水乙醇、可溶性铈盐、可溶性铜盐和可溶性亚铁盐混合均匀后再与溶液a混合，得到溶液b；将溶液b加热，然后加入聚乙二醇模板剂，反应得到预聚体，将陶粒浸泡于预聚体中，干燥、煅烧得到铁铜铈改性二氧化钛催化剂。该方法同样需要模板剂，无法避免有机物焙烧产生的环境污染问题，并且所得催化剂适用于降解废水中的有机物。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种多级孔纳米tio2载体的制备方法，以解决现有技术中需要使用聚合物作为造孔剂和模板剂从而带来环境污染的问题。
2、本专利技术的目的还在于提供一种多级孔纳米tio2载体的应用。
3、为实现上述目的，本专利技术提供一种多级孔纳米tio2载体的制备方法，包括以下步骤：
4、s1，将钛源前驱体和硅源前驱体溶解于无水乙醇中，得到溶液a；
5、s2，将无水乙醇、水和酸混合，搅拌均匀，得到溶液b；
6、s3，将溶液a和溶液b混合，然后加入稳定剂，密封陈化得到溶胶；
7、s4，去除所述溶胶中的乙醇，得到凝胶，对所述凝胶进行干燥、焙烧，得到钛硅复合氧化物；
8、s5，将所述钛硅复合氧化物与碱液混合，刻蚀除去所述钛硅复合氧化物中的硅元素，然后过滤、洗涤、干燥得到多级孔道结构的二氧化钛。
9、本专利技术所述的多级孔纳米tio2载体的制备方法，其特征在于，所述钛源前驱体为钛酸四丁酯、异丙醇钛、四氯化钛和硫酸氧钛中的一种或多种；所述硅源前驱体为正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、正硅酸四异丙酯和正硅酸四丁酯中的一种或多种；所述为硫酸、盐酸、硝酸、磷酸和柠檬酸中的一种或多种，优选为硝酸。
10、本专利技术所述的多级孔纳米tio2载体的制备方法，其特征在于，步骤s1的溶液a中还添加有掺杂元素前驱体，所述掺杂元素为mn、la、ce和cu中的一种或多种。
11、本专利技术所述的多级孔纳米tio2载体的制备方法，其特征在于，掺杂元素mn的前驱体包括硝酸锰、硫酸锰和氯化锰中的一种或多种，优选硝酸锰，掺杂元素la的前驱体包括硝酸镧、硫酸镧和氯化镧中的一种或多种，优选硝酸镧，掺杂元素ce的前驱体包括硝酸铈、硫酸铈和氯化铈中的一种或多种，优选硝酸铈，掺杂元素cu的前驱体包括硝酸铜、硫酸铜和氯化铜中的一种或多种，优选硝酸铜。
12、本专利技术所述的多级孔纳米tio2载体的制备方法，其特征在于，所述稳定剂为乙酰丙酮。
13、本专利技术所述的多级孔纳米tio2载体的制备方法，其特征在于，钛源前驱体以tio2计，硅源前驱体以sio2计，所述钛源前驱体与硅源前驱体的摩尔比为100：0.1～10；所述钛源前驱体与掺杂元素前驱体的摩尔比为100：0.1～10；所述钛源前驱体与水的摩尔比为100：100～500；酸以氢质子计，所述钛源前驱体与酸的摩尔比为100：5～100，以溶液a和溶液b中无水乙醇的总量计，钛源前驱体与无水乙醇的摩尔比为100：1500～6000；溶液a中无水乙醇和溶液b中无水乙醇的质量比为5～1：1。
14、本专利技术所述的多级孔纳米tio2载体的制备方法，其特征在于，步骤s3中陈化时间为0.5～7天。
15、本专利技术所述的多级孔纳米tio2载体的制备方法，其特征在于，步骤s4中焙烧温度为400～650℃，焙烧时间为0.5～10h。
16、本专利技术所述的多级孔纳米tio2载体的制备方法，其特征在于，步骤s5中碱液为氢氧化钠溶液和氢氧化钾溶液中的一种，优选为氢氧化钠溶液；碱液浓度为0.1～2mol/l，液固比为10～100，碱处理时间为10min～600min，碱处理温度为30～90℃。
17、为实现上述目的，本专利技术还提供一种上述所述的多级孔纳米tio2载体在vocs催化氧化催化剂中的应用。
18、本专利技术有益效果是：
19、(1)该制备方法在使用溶胶凝胶法制备二氧化钛的过程中，通过引入适量硅源，与钛源同时进行水解缩聚，将硅引入到二氧化钛骨架中，之后碱蚀脱除大部分硅的方式制备多级孔二氧化钛，该方法不需要使用有机造孔剂和模板剂，降低成本的同时，避免了空气环境污染问题。
20、(2)产品具有丰富的微孔和介孔结构，且道连孔通性好，产物用作催化剂的载体材料本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多级孔纳米TiO2载体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的多级孔纳米TiO2载体的制备方法，其特征在于，所述钛源前驱体为钛酸四丁酯、异丙醇钛、四氯化钛和硫酸氧钛中的一种或多种；所述硅源前驱体为正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、正硅酸四异丙酯和正硅酸四丁酯中的一种或多种；所述为硫酸、盐酸、硝酸、磷酸和柠檬酸中的一种或多种，优选为硝酸。
3.根据权利要求1所述的多级孔纳米TiO2载体的制备方法，其特征在于，步骤S1的溶液A中还添加有掺杂元素前驱体，所述掺杂元素为Mn、La、Ce和Cu中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的多级孔纳米TiO2载体的制备方法，其特征在于，掺杂元素Mn的前驱体包括硝酸锰、硫酸锰和氯化锰中的一种或多种，优选硝酸锰，掺杂元素La的前驱体包括硝酸镧、硫酸镧和氯化镧中的一种或多种，优选硝酸镧，掺杂元素Ce的前驱体包括硝酸铈、硫酸铈和氯化铈中的一种或多种，优选硝酸铈，掺杂元素Cu的前驱体包括硝酸铜、硫酸铜和氯化铜中的一种或多种，优选硝酸铜。
5.根据权利要求1所述的多级孔纳米TiO2载体的制
6.根据权利要求3所述的多级孔纳米TiO2载体的制备方法，其特征在于，钛源前驱体以TiO2计，硅源前驱体以SiO2计，所述钛源前驱体与硅源前驱体的摩尔比为100：0.1～10；所述钛源前驱体与掺杂元素前驱体的摩尔比为100：0.1～10；所述钛源前驱体与水的摩尔比为100：100～500；酸以氢质子计，所述钛源前驱体与酸的摩尔比为100：5～100，以溶液A和溶液B中无水乙醇的总量计，钛源前驱体与无水乙醇的摩尔比为100：1500～6000；溶液A中无水乙醇和溶液B中无水乙醇的质量比为5～1：1。
7.根据权利要求1所述的多级孔纳米TiO2载体的制备方法，其特征在于，步骤S3中陈化时间为0.5～7天。
8.根据权利要求1所述的多级孔纳米TiO2载体的制备方法，其特征在于，步骤S4中焙烧温度为400～650℃，焙烧时间为0.5～10h。
9.根据权利要求1所述的多级孔纳米TiO2载体的制备方法，其特征在于，步骤S5中碱液为氢氧化钠溶液和氢氧化钾溶液中的一种，优选为氢氧化钠溶液；碱液浓度为0.1～2mol/L，液固比为10～100，碱处理时间为10min～600min，碱处理温度为30～90℃。
10.权利要求1～9中任一项所述的多级孔纳米TiO2载体在VOCs催化氧化催化剂中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种多级孔纳米tio2载体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的多级孔纳米tio2载体的制备方法，其特征在于，所述钛源前驱体为钛酸四丁酯、异丙醇钛、四氯化钛和硫酸氧钛中的一种或多种；所述硅源前驱体为正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、正硅酸四异丙酯和正硅酸四丁酯中的一种或多种；所述为硫酸、盐酸、硝酸、磷酸和柠檬酸中的一种或多种，优选为硝酸。
3.根据权利要求1所述的多级孔纳米tio2载体的制备方法，其特征在于，步骤s1的溶液a中还添加有掺杂元素前驱体，所述掺杂元素为mn、la、ce和cu中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的多级孔纳米tio2载体的制备方法，其特征在于，掺杂元素mn的前驱体包括硝酸锰、硫酸锰和氯化锰中的一种或多种，优选硝酸锰，掺杂元素la的前驱体包括硝酸镧、硫酸镧和氯化镧中的一种或多种，优选硝酸镧，掺杂元素ce的前驱体包括硝酸铈、硫酸铈和氯化铈中的一种或多种，优选硝酸铈，掺杂元素cu的前驱体包括硝酸铜、硫酸铜和氯化铜中的一种或多种，优选硝酸铜。
5.根据权利要求1所述的多级孔纳米tio2载体的制备方法，其特征在于，所述稳定剂为乙酰丙酮。
6.根据权利要求3所述的多级孔纳米tio2载体的...
【专利技术属性】
技术研发人员：李苗苗，王昆，李晶蕊，江岩，谷丽芬，张媛，谢鸿飞，雷宁，曾俊峰，杨岳，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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