[发明专利]氧化物粉体及其制备方法、催化剂、以及催化剂载体

说明书

技术领域

本发明属于多孔材料制备及环保催化剂技术领域，尤其是涉及一种氧化物粉体及其制备方法、以及一种催化剂。

背景技术

TiO₂具有很高的化学和生物稳定性以及环境友好等优点，而且本身具有一定的催化活性，常用作环保催化剂或者环保催化剂的主要组分（如氮氧化物的选择性催化还原材料（SCR脱硝催化剂））。

V₂O₅-WO₃-TiO₂是目前主要的商业SCR脱硝催化剂，在催化剂中主要起分散活性组分V₂O₅和提高催化剂抗硫中毒性能的作用。由于WO₃-TiO₂粉占了催化剂制备成本的80%以上，如何减少WO₃-TiO₂粉使用量是降低V₂O₅-WO₃-TiO₂催化剂整体制备成本的关键。在火电厂等固定源脱硝中，V₂O₅-WO₃-TiO₂催化剂主要被制备成蜂窝状的陶瓷来使用，起催化作用的主要是陶瓷催化剂的表面，因此制备具有更多可以有效利用的催化剂表面是低成本制备高性能催化剂的重要目标。

TiO₂还被广泛应用于环境净化材料，如光催化材料（如采用光催化的办法降解空气和污水中的有机污染物）。TiO₂作为光催化材料还存在两大局限，即量子产率低和太阳能利用率低（仅能吸收利用太阳光中波长小于380nm的紫外光）。近年来，研究者们通过金属离子掺杂、半导体复合、光敏化等对其改性，并取得了一定的突破性进展。在诸多方法中，半导体复合形成异质结结构可以有效地增加其电子空穴分离能力而不破坏其晶体结构和固有特性，同时还能扩展其光吸收范围及附加一些其他性能如储能作用等。

在制备复合氧化物中空微球时，研究者们主要利用模板法，以高聚物、碳球等胶体粒子作为模板，通过表面沉积反应或逐层交替吸附制得核壳结构复合粒子，去模板剂后得到中空球，该方法较为复杂，容易面临因模板分子未能完全去除而引入杂质的问题。近年来，河北师范大学的魏雨等以钛酸四丁酯为钛源、钨酸钠为钨源，通过水热法无模板合成了WO₃/TiO₂中空球（对比文献1：Y.Li,L Chen,Y.Guo,X.Sun,Y.Wei,“Preparation and characterization of WO₃/TiO₂hollow microsphere composites with catalytic activity in dark”,Chemical Engineering Journal.2012,181-182,734-739）。其虽然解决了模板法所带来的弊端，但其制备工艺中的水热法需要高温高压，对设备的要求较高，且反应的周期较长，不利于工业化生产。因此一种无模板，低成本，生产方法简单，且反应周期短的制备WO₃-TiO₂复合氧化物中空微球的方法将极具工业应用前景。