本發明屬于多孔金屬材料與金屬材料表面處理交叉領域,是一種采用粉末冶金方法燒結制備多孔金屬鈦材料后再進行材料表面氣氛處理的材料制備新方法,具體為多孔鈦表面氧化制備多孔二氧化鈦塊體材料的方法。
背景技術:
TiO2光催化技術廣泛應用于水源污染物的處理中,其主要通過生成的含氧自由基與水中的污染物反應達到降解的目的,對于環境激素具有十分有效的凈化作用。對此,近年來各國科學家進行了深入研究,發現采用具有大比表面積、多孔的惰性吸附劑如沸石、SiO2、耐火磚等作為載體,來對水中極低濃度的污染物進行快速的吸附凈化和表面富聚,可成為提高其光催化活性的有效途徑之一。但由于吸附劑顆粒小,在溶液中直接使用仍需以懸浮體系進行,因此研究者開始嘗試負載的方式進行TiO2催化劑的制備。而在具體的TiO2負載方式上,目前主要有三大類。第一中是TiO2固定法,具體又可分成兩種形式:一是以燒結或沉積的方法直接將TiO2催化劑沉積在反應器內壁,其反應速率較低、耐沖擊性較差;另一種是填充式,即將半導體燒結在載體表面,然后將載體填充到反應器,這種方法可省去光催化分離、回收的繁冗過程,但燒結性能較難掌控,所制備的材料結構性能較差。第二類是溶膠一凝膠法,該方法利用鈦的無機鹽或鈦酸酷類的水解制得TiO2溶膠,然后將溶膠涂于片狀載體上或將顆粒狀載體浸入溶膠中,使其在100℃或自然狀態下凝固,再在一定溫度下燒結即可,但該方法工藝繁瑣、材料燒結性能仍然難以把控,材料結構穩定性較差。第三種是粉體燒結法,其具體做法是將TiO2粉末球磨到一定粒度,制成懸浮液,然后浸入載體,一定時間后取出,風干,再在600℃以下燒結。該方法由于二氧化鈦粉體與載體間為附著狀態,結合力較差,容易出現脫落,且燒結體穩定性不高,容易出現破壞。
基于此,申請者提出如可以利用粉末冶金技術當中的某些特殊制備特點,采用鈦金屬粉末直接燒結多孔金屬鈦塊體與金屬表面處理相結合的方法,來一方面大幅提高多孔TiO2材料的力學性能與透光率,實現孔徑可調以滿足流體催化需求,另一方面大幅提高其表面性能。與本方法相類似的工藝主要有以下已有專利報道:
現有技術方案一(單純用于制備多孔鈦材料)
首先通過“電極感應熔化氣體霧化法”制備純鈦或鈦合金粉末,然后采用冷軋法將充分混合的鈦或鈦合金粉末和造孔劑成型,最后將成型后的粉末塊體在1000℃~1400℃進行燒結而獲得孔徑為10
聲明:
“多孔鈦表面氧化制備多孔二氧化鈦塊體材料的方法與流程” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究,如用于商業用途,請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)