[发明专利]一种中空球型铁钛复合氧化物的制备方法

说明书

本发明提供了一种中空球型铁钛复合氧化物（FeO_x/TiO₂）的制备方法。以Ti(SO₄)₂、间苯二酚和甲醛为原料，经水热、静置陈化、离心分离、洗涤、干燥、焙烧得到TiO₂中空球。采用浸渍法，将铁氧化物负载到二氧化钛中空球表面，通过控制铁盐和钛盐的摩尔数比、加热温度、时间等参数，制备得了组成和结构可调控的中空球型FeO_x/TiO。

技术领域

本发明涉及一种中空球型铁钛复合氧化物（FeO_x/TiO₂）的制备方法，属于新型环境功能材料技术领域。

背景技术

近年来，铁钛复合氧化物广泛用于环境污染治理领域。已有研究表明具有特定组成和结构的铁钛复合氧化物具有催化降解氯代芳烃的反应活性。此外人们也发现铁钛复合氧化物可用作SCR脱硝的功能材料，该类材料在较宽的温度范围内表现出了高活性、N₂生成选择性以及抗H₂O、抗SO₂中毒性能。

随着材料合成技术的不断发展，许多具有中空结构的环境功能材料被制备出来，并应用于环境污染物的净化技术。与实心球相比较，中空球具有密度低、比表面积大、表面渗透性好的优点，通过改变中空球材料的组成结构，可实现对其吸附、催化等性能的调控。中空球的制备方法分为硬模板法、软模板法和无模板法，其中硬模板法制备的中空球更为均匀和规则，然而以往的硬模板法需先制备模板，再制备中空材料，存在工艺过程繁杂的缺点。

综上所述，铁钛复合氧化物可用于环境污染物的净化技术，具有中空结构的铁钛复合氧化物因其组成和结构的优势，有望取得更为优越的净化性能。然而，但到目前为止，尚缺乏合成具有中空结构的铁钛复合氧化物的简便方法。

本发明就是针对上述问题，采用一步合成法，制备了一种中空球型FeO_x/TiO₂材料。

发明内容

本发明提供一种制备中空球型FeO_x/TiO₂材料的方法。

（1）TiO₂中空球的制备：

称取一定量的Ti(SO₄)₂和间苯二酚于烧杯中，加入去离子水，搅拌直到溶液完全澄清，其中Ti(SO₄)₂和间苯二酚的质量比为0.5:1-5:1；然后量取一定量的甲醛溶液（35 wt%）在剧烈搅拌条件下迅速加入到上述混合液中，其中间苯二酚和甲醛的质量比为0.1:1-3:1，搅拌数分钟后转移到反应釜内，在烘箱中60-120°C恒温反应12-48 h。反应完成后取出，冷却到室温，经静置陈化、离心分离、洗涤、干燥、焙烧得到TiO₂中空球。

（2）中空球型FeO_x/TiO₂材料的制备：

以TiO₂中空球为载体，负载不同比例的铁氧化物，具体步骤为：称取一定质量的Fe(NO₃)₃·9H₂O，加入去离子水，搅拌直到溶液完全澄清，称取一定量的TiO₂中空球，加至上述Fe(NO₃)₃溶液中，搅拌0.2-1 h，将水蒸干，得到的样品经焙烧后得到中空球型FeO_x/TiO₂材料。

将背景技术中论述的研究报告和本发明技术内容相比较后，可以看出本发明与背景技术的不相同之处在于：制备得到的FeO_x/TiO₂材料具有中空结构。

具体实施方式