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wanghaiqiang

捐助贵宾 (小有名气)

[交流] 郁闷哪!请教溶胶-凝胶制备TiO2的问题

采用溶胶-凝胶制备二氧化钛已经有两年时间,还摸不清关键所在,真是郁闷。望各位高手不要见笑,本人环境工程,对于催化剂制备只是略知皮毛。
去年用“上海××化工厂”的钛酸正丁酯,一直得不到催化性能较好的催化剂,后来换用“国药”的试剂后,基本能制备得到性能较好的光催化剂,但是有时候非常的让人捉摸不定。
我采用的配方成分为:钛酸正丁酯,醋酸,酒精,水; 基本比例为钛酸比7,钛水比6,钛醇比10,制备过程是将钛酸正丁酯溶液在搅拌的情况下滴加到水溶液中,得到稳定溶胶。再将溶胶静置一天后使用。灼烧采用程序升温,450度灼烧1小时。
前段时间制备了十个样品,居然发现其中有四个效果较好,6个很差。虽然十个样品的配方略有差异,但是不应该造成如此巨大的效果差异,灼烧温度、时间以及其他后续流程都非常一致(这批样品是在两天制备完的,其中第二天的三个都很好)。而且XRD的分析结果是10个样品的粒径基本一致(14-16nm),都为锐钛型,用JADE分析结晶度也没有差异,谱线基本重叠,郁闷啊!
仔细分析制备过程,怀疑钛酸正丁酯醇解时间可能不够,延长了钛酸正丁酯的醇解时间,晚加抑制剂,发现效果依然差。
又怀疑试剂进杂质,新开了三瓶钛酸正丁酯,与旧的进行平行实验,发现这次居然都效果比较差。
现在真的有点摸不到头脑了,到底哪里出了问题???
朝闻道夕死足矣,请各位得道高人多多指教,不胜感激啊

[ Last edited by daiqiguang on 2007-5-8 at 16:03 ]
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dicmi

铜虫 (小有名气)


rabbit7708(金币+1):春节快乐,不好意思,一直没有给您加分,没看到您的回复,工作失误呀,请多多原谅,辛苦了,谢谢!:)

关于酸的效果,我觉得用强酸会比较的好
我在做的时候采用的是硝酸

:)
9楼2007-01-30 17:34:26
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美玉之国

铁杆木虫 (正式写手)

树化玉虫

我的建议,楼主看如何


daiqiguang(金币+1):谢谢
楼主提到了“钛酸正丁酯溶液在搅拌的情况下滴加到水溶液中”,是不是水的原因,比如水的电导率不同,抑或是水溶液性质的不同。制备过程中有很多细节,一个没注意,结果就不一样。
在努力中享受快乐!
2楼2007-01-30 08:22:42
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liuzy73

木虫 (正式写手)

★ ★
daiqiguang(金币+2):谢谢讨论
我估计,除了水的问题,室温和气压也要考虑一下,所以每天我们做实验都要记录温度、湿度和大气压力。另外,成胶的温度、搅拌速度都有影响,不知道楼主是怎么控制这两点的。还有一个问题,就是你说的好样品,如果重做的话,能够重复吗?要是重复不了,就是还有条件没有掌握,当你做很多样品时,出现好的样品是偶然中的必然,而当只作一个样品时,则会出现很多偶然。祝好运。
3楼2007-01-30 08:44:47
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wanghaiqiang

捐助贵宾 (小有名气)

★ ★
rabbit7708(金币+2):描述很详细,思路很清晰,再加你两个!:)
非常感谢!
水的问题感觉不太象,因为重复验证时,已经考虑到此问题,因此在比较不同几瓶钛酸正丁酯时,已经将所有的可能有污染的移液管、滴管、烧杯等全部换新,去离子水为娃哈哈的,直接用洁净烧杯去接的。戴安离子色谱的维修人员,以前都建议我们用娃哈哈的去离子水配离子色谱的溶液,所以我感觉水的电导率应该不是其中的影响因素。
对于溶胶形成的温度以及气压等,我倒是没有考虑很多。因为在溶胶配方中抑制剂-醋酸的比例还是相当大的,个人认为还是足以控制钛酸正丁酯的反应速度。而且事实上在不同的天气情况(春天、夏天、冬天等),我都制备出效果好的催化剂,当然其中也有不好的。
还有搅拌速度和滴加速度,我也没有严格控制,只是按照平时的常规来做,因为钛酸正丁酯的水解速度是控制的,所以也没有特别在意搅拌速度和滴加速度。呵呵,刚开始也很怕这个问题,搅拌开到最大速,滴加用蠕动泵严格控速,但是后来发现,影响不大。
事实上,我感觉之所以这些因素会最终导致催化效果的差异,是因为他们影响了TiO2的结晶度、最终粒径、晶型以及比表面大小等。
现在让我最恐怖的是XRD分析的10个样品数据差异很小,结晶度、粒径(14-16nm)、晶型都一样,xrd谱图基本重合;TEM的结果,粒径也是在10nm左右,晶体发育尚可,比Degussa P25可能要差;部分101晶面上有发育不全的状况(HR-TEM);BET这次没做,再做估计老板会杀我,根据自己的经验估计,应该在90-110m2/g。
不知道原因啊!
4楼2007-01-30 09:16:11
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