发明内容
[0003] 本发明所要解决的技术问题在于提供了一种操作简单、适合大规模工业化生产的氧化锌/二氧化钛复合微球的制备方法。
[0004] 本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的:
[0005] 一种氧化锌/二氧化钛复合微球的制备方法,包括以下步骤:
[0006] (1)将锌盐、尿素、葡萄糖溶于水中,经搅拌分散处理充分混合获得反应混合溶液,将反应混合溶液置于高压釜中在130~200℃下反应2~6小时,冷却至室温后得到黑色沉淀,将黑色沉淀用去离子水洗涤后过滤,然后在50~100℃下烘干2~6小时,得到含锌离子的碳微球;
[0007] (2)将含锌离子的碳微球、钛酸正丁酯与无水乙醇充分混合得到悬浮液,然后在搅拌下向悬浮液中缓慢滴加乙醇溶液,滴加完毕后在40~80℃的温度下继续搅拌0.5~2小时,得到含锌离子的碳微球与二氧化钛溶胶复合物;
[0008] (3)将含锌离子的碳微球与二氧化钛溶胶复合物经干燥后,在400~700℃下灼烧2~10小时,得到氧化锌/二氧化钛复合微球。在此温度下灼烧,可以使含锌离子的碳微球燃烧,形成氧化锌颗粒,二氧化钛溶胶脱水形成二氧化钛颗粒。对灼烧后的氧化锌/二氧化钛复合微球采用X‑射线衍射、扫描电镜分析表明:温度较低、灼烧时间较短时,氧化锌/二氧化钛复合微球直径较小,在2~6μm之间,形成的氧化锌、二氧化钛颗粒较小,二氧化钛颗粒以锐钛矿型为主,二氧化钛晶型是锐钛矿型的复合微球催化性能较好;温度较高、灼烧时间较长时,氧化锌/二氧化钛复合微球直径较大,在4~10μm之间,形成的氧化锌、二氧化钛颗粒较大,二氧化钛颗粒以金红石型为主,二氧化钛晶型是金红石型的复合微球吸收紫外光的能力较好。
[0009] 优选地,在步骤(1)中,锌盐选自硝酸锌、醋酸锌、硫酸锌和氯化锌中的任一种或多种。
[0010] 优选地,在步骤(1)中,锌盐、尿素、葡萄糖的质量比为1:0.5~5:2~20。
[0011] 优选地,在步骤(1)中,所述反应混合溶液的体积占反应釜体积的20~80%。
[0012] 优选地,在步骤(1)中,搅拌分散处理的时间为5~30分钟。
[0013] 优选地,在步骤(2)中,含锌离子的碳微球、钛酸正丁酯与无水乙醇的质量比为1:0.2~2:10~100。
[0014] 优选地,在步骤(2)中,所述乙醇溶液为无水乙醇与去离子水以体积比为1:1混合并用硝酸调节pH至1~3的溶液。
[0015] 优选地,在步骤(2)中,所述乙醇溶液的体积为所述悬浮液体积的10~40%。
[0016] 优选地,在步骤(3)中,所述干燥的温度为50~100℃,时间为4~20小时。
[0017] 本发明相比现有技术具有以下优点:本发明可以通过一步灼烧制备带有空心结构的氧化锌/二氧化钛复合微球,克服了现有氧化锌、二氧化钛等复合物制备过程繁琐、难以大规模工业化生产等问题,具有操作简单、适合工业化生产的优点;另外,所制备的氧化锌/二氧化钛复合微球直径较小,比表面积较大,氧化锌和二氧化钛颗粒较小、催化活性高,有望在化工、环境保护等领域得到广泛的应用。