[go: up one dir, main page]

CZ20012718A3 - Photocatalytically active composite and process for producing thereof - Google Patents

Photocatalytically active composite and process for producing thereof Download PDF

Info

Publication number
CZ20012718A3
CZ20012718A3 CZ20012718A CZ20012718A CZ20012718A3 CZ 20012718 A3 CZ20012718 A3 CZ 20012718A3 CZ 20012718 A CZ20012718 A CZ 20012718A CZ 20012718 A CZ20012718 A CZ 20012718A CZ 20012718 A3 CZ20012718 A3 CZ 20012718A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
photocatalytically active
magnetite
titanium dioxide
composite
water
Prior art date
Application number
CZ20012718A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CZ293952B6 (en
Inventor
Václav Mgr. Štengl
Jan Ing. Csc. Šubrt
Snejana Ing. Bakardjieva
Original Assignee
Ústav anorganické chemie AV ČR
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ústav anorganické chemie AV ČR filed Critical Ústav anorganické chemie AV ČR
Priority to CZ20012718A priority Critical patent/CZ293952B6/en
Publication of CZ20012718A3 publication Critical patent/CZ20012718A3/en
Publication of CZ293952B6 publication Critical patent/CZ293952B6/en

Links

Landscapes

  • Catalysts (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

The present invention relates to a photocatalytically active composite formed by magnetite coated on its surface with a layer of photocatalytically active titanium dioxide. The invented composite is prepared by hydrolysis of titanyl sulfate TiOSOi4 in water suspension of magnetite with urea at a temperature ranging from 80 to 100 degC and the obtained product is then dried at a temperature up to 120 degC. The composite makes it possible to easy separate the photocatalytically active titanium dioxide from the given medium by the action of magnetic field, for example when removing some organic compounds from water..

Description

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká fotokataliticky aktivního kompozitu na bázi oxidu titaničitého a způsobu jeho výroby.The present invention relates to a photocatalitically active titanium dioxide composite and to a process for its preparation.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Obě modifikace oxidu titaničitého (TiO2), anatas a rutil, tvořené malými částicemi s velkým měrným povrchem (řádově stovky m2g-1) vykazují fotokatalytické vlastnosti. Anatas při vlnových délkách pod 385 nm a rutil pod 410 nm. Při těchto vlnových délkách jsou příslušné modifikace oxidu titaničitého schopny po adsorpci světelného kvanta štěpit organické vazby. To přináší nové možnosti jejich využití např. při čištění vody. Technickým problémem je jejich obtížná dostupnost a rovněž i separace po použití. Tyto problémy řeší předložený vynález.Both modifications of titanium dioxide (TiO 2 ), anatase and rutile, consisting of small particles with a large specific surface area (of the order of hundreds of m 2 g -1 ) show photocatalytic properties. Anatas at wavelengths below 385 nm and rutile below 410 nm. At these wavelengths, the respective titanium dioxide modifications are capable of cleaving organic bonds after adsorption of the light quantum. This brings new possibilities for their use eg in water purification. A technical problem is their difficult availability and also separation after use. These problems are solved by the present invention.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Předmětem vynálezu je fotokatalyticky aktivní kompozit, který je podle vynálezu tvořen magnetitem pokrytým na povrchu vrstvou fotokatalyticky aktivního oxidu titaničitého. Kompozit se připraví tak, že se ve vodné suspenzi magnetitu hydrolyzuje síran titanylu (TiOSO4) močovinou při teplotě 80 - 100°C a získaný produkt se suší při teplotě do 120°C. Výsledný produkt lze s výhodou žíhat až do teploty 500°C. Takto připravený kompozit magnetitu a oxidu titaničitého se skládá s aglomerátů primárních částic magnetitu pokrytých vrstvou anatasové modifikace oxidu titaničitého se specifickým povrchem přibližně 300 m2g-1, s rostoucí teplotou žíhání specifický povrch klesá (nad 600°C je už pouze 10 m2g_1) a dochází k rekrystalizaci aglomerátů. S dalším vzrůstem teploty postupně přechází anatasová modifikace na rutil. Pomocí elektronové mikroskopie spojené s analyzátorem EDAX metodou prvkového • · · · ··· ·· · · · · · • · · · · · · · · · ······· ·«♦ · — · · · · · · ··· ·» / — ···· ·· ·· 9 ·· ··· mapingu bylo prokázáno, že TiO2 tvoří vrstvičku na povrchu částic magnetitu. Takto připravený kompozit umožňuje snadné oddělení fotokataliticky aktivního oxidu titaničitého z daného prostředí magnetickým polem, např. při čištění vody od některých organických sloučenin.The object of the invention is a photocatalytically active composite, which according to the invention consists of a magnetite coated on the surface with a layer of photocatalytically active titanium dioxide. The composite is prepared by hydrolyzing titanyl sulphate (TiOSO 4 ) in urea at 80-100 ° C in an aqueous magnetite suspension and drying the product to 120 ° C. The resulting product is preferably annealed up to 500 ° C. The magnetite-titanium dioxide composite thus prepared consists of agglomerates of primary magnetite particles coated with an anatase modification layer of titanium dioxide with a specific surface area of approximately 300 m 2 g -1 , with a rising annealing temperature the specific surface area decreases (only 600 m 2 is above 600 ° C ) 1 ) and the agglomerates are recrystallized. As the temperature rises, the anatase modification gradually becomes rutile. Using electron microscopy coupled to the EDAX analyzer using the element-based method. Mapping has been shown that TiO 2 forms a layer on the surface of magnetite particles. The composite thus prepared allows easy separation of photocatalitically active titanium dioxide from the environment by a magnetic field, for example in the purification of water from certain organic compounds.

Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Dále je vynález blíže osvětlen na příkladech provedení.The invention is further illustrated by the following examples.

Příklad 1Example 1

5g magnetitu o velikosti částic 0,25 μκι bylo ve 150ml kádince rozsuspendováno ve vodě ultrazvukovým vlněním o frekvenci 25 kHz a přidáno do kádinky o objemu 51 se čtyřmi litry destilované vody, okyselené kyselinou sírovou, ve které bylo předloženo 30g síranu titanylu (TiOSO4) a 200 g močoviny. Roztok byl uveden k varu za stálého míchání a udržován při této teplotě do zásadité reakce. Poté byl produkt dekantován vodou, zfiltrován a opět promyt na filtru vodou a usušen při 120°C. Získaný produkt je tmavě šedý až černý, velice jemný, kyprý prášek, se specifickým povrchem 232 m2g-1 a podle práškové rentgenové difrakce se jedná o anatasovou modifikaci oxidu titaničitého s magnetitem. Podle výsledků SEM se jedná o shluky částic s analysou EDAX: 37,3% Ti a 17,8% Fe a 44,9%O.5g of 0.25 μκι magnetite in a 150 ml beaker was suspended in water by 25 kHz ultrasonic waves and added to a 51 beaker with four liters of distilled water, acidified with sulfuric acid, in which 30 g of titanyl sulphate (TiOSO 4 ) was introduced. and 200 g urea. The solution was boiled under stirring and kept at this temperature until basic. The product was then decanted with water, filtered and washed again with water and dried at 120 ° C. The product obtained is a dark gray to black, very fine, fluffy powder with a specific surface area of 232 m 2 g -1 and, according to X-ray powder diffraction, is an anatase modification of titanium dioxide with magnetite. According to SEM results, these are clusters of particles with EDAX analysis: 37.3% Ti and 17.8% Fe and 44.9% O.

Příklad 2Example 2

Do kádinky o objemu 51 se čtyřmi litry destilované vody, okyselené kyselinou sírovou, a s 30g síranu titanylu a 200g močoviny byl přidán lg magnetitu, upravený jako v příkladě 1. Roztok byl uveden k varu za stálého míchání a udržován při této teplotě do zásadité reakce. Poté byl produkt dekantován vodou, zfiltrován a opět promyt na filtru vodou a usušen při 120°C. Získaný produkt je světle šedý, velice jemný, kyprý prášek, se specifickým povrchem 304m2g_1 a podle práškové rentgenové difrakce se jedná o anatasovou modifikaci oxidu • * • · ~ ······ ··· — J “ ···· ·· ·· · ·· ··· titaničitého s magnetitem. Podle výsledků SEM se jedná o shluky tyčinkovítých částic s analysou EDAX: 38,7%Ti a 6,2%Fe a 55,l%0.To a beaker of 51 liters with four liters of distilled water, acidified with sulfuric acid, and 30 g of titanyl sulfate and 200 g of urea, was added 1 g of magnetite treated as in Example 1. The solution was boiled under stirring and kept alkaline at this temperature. The product was then decanted with water, filtered and washed again with water and dried at 120 ° C. The product obtained is a light gray, very fine, fluffy powder with a specific surface area of 304 m 2 g _1 and, according to X-ray powder diffraction, is an anatase modification of the oxide • * · · ~ ········· - J “··· Titanium dioxide with magnetite. According to the SEM results, these are clusters of rod-shaped particles with EDAX analysis: 38.7% Ti and 6.2% Fe and 55.1% 0.

Příklad 3Example 3

Do kádinky o objemu 51 se čtyřmi litry destilované vody, okyselené koncentrovanou kyselinou sírovou bylo předloženo 3,45g síranu železitého a lOg močoviny. Roztok byl za stálého míchání udržován na teplotě varu do zásadité reakce a poté bylo přidáno 2,40g síranu železnatého a lOg močoviny. Po opětném uvedení roztoku k varu byl přidáván vodný roztok amoniaku dokud nezačala sraženina černat. Reakční směs byla udržována při varu za stálého míchání ještě 30 minut. Poté byl vyloučený magnetit promyt dekantací a objem vody doplněn na čtyři litry. Do reakční směsi bylo dále předloženo 30g síranu titanylu (TiOSO4) a 200 g močoviny. Roztok byl uveden k varu za stálého míchání a udržován při této teplotě opět do zásadité reakce. Poté byl produkt dekantován vodou, zfiltrován a znova promyt na filtru vodou a usušen při 120°C. Získaný produkt je světle šedý, velice jemný, kyprý prášek, se specifickým povrchem 307m2g“l a podle práškové rentgenové difrakce se jedná o anatasovou modifikaci oxidu titaničitého s magnetitem. Podle výsledků SEM se jedná o shluky sférických a tyčinkových částic s analysou EDAX: 49,5%Ti a 13%Fe a 37,5%O.A beaker of 51 with four liters of distilled water, acidified with concentrated sulfuric acid, was charged with 3.45 g of ferric sulfate and 10 g of urea. The solution was kept at boiling point while stirring until the reaction was basic, and then 2.40g of ferrous sulfate and 10g of urea were added. After the solution was brought back to boiling, an aqueous ammonia solution was added until a black precipitate began. The reaction mixture was boiled under stirring for 30 minutes. Then the precipitated magnetite was washed by decanting and the volume of water was adjusted to four liters. Furthermore, 30 g of titanyl sulfate (TiOSO 4 ) and 200 g of urea were added to the reaction mixture. The solution was brought to reflux with stirring and kept at this temperature again to the basic reaction. The product was then decanted with water, filtered and washed again with water on the filter and dried at 120 ° C. The product obtained is a light gray, very fine, fluffy powder with a specific surface of 307 m 2 g -1 and according to X-ray powder diffraction, it is an anatase modification of titanium dioxide with magnetite. According to SEM results, these are clusters of spherical and rod-like particles with EDAX analysis: 49.5% Ti and 13% Fe and 37.5% O.

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Fotokataliticky aktivní kompozit podle vynálezu lze použít např. při čištění vody.The photocatalitically active composite of the invention can be used, for example, in water purification.

Claims (3)

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS 1. Fotokatalyticky aktivní kompozit vyznačující se tím, že je tvořen magnetitem pokrytým na povrchu vrstvou fotokatalyticky aktivního oxidu titaničitého.CLAIMS 1. A photocatalytically active composite comprising magnetite coated on a surface with a layer of photocatalytically active titanium dioxide. 2. Způsob výroby fotokataliticky aktivního kompozitu podle nároku 1 vyznačující se tím, že se ve vodné suspenzi magnetitu hydrolyzuje síran titanylu TiOSO4 močovinou při teplotě 80 - 100°C a získaný produkt se suší při teplotě do 120°C.A process for the preparation of a photocatalitically active composite according to claim 1, characterized in that titanyl sulphate TiOSO 4 is hydrolyzed in urea at 80-100 ° C in an aqueous magnetite suspension and the product obtained is dried at a temperature of up to 120 ° C. 3. Způsob výroby podle nároku 2 vyznačující se tím, že se vysušený produkt žíhá do teploty 500®C.The method of claim 2 wherein the dried product is annealed to a temperature of 500 ° C.
CZ20012718A 2001-07-26 2001-07-26 Photocatalytically active composite and process for producing thereof CZ293952B6 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20012718A CZ293952B6 (en) 2001-07-26 2001-07-26 Photocatalytically active composite and process for producing thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20012718A CZ293952B6 (en) 2001-07-26 2001-07-26 Photocatalytically active composite and process for producing thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ20012718A3 true CZ20012718A3 (en) 2004-03-17
CZ293952B6 CZ293952B6 (en) 2004-08-18

Family

ID=31892722

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20012718A CZ293952B6 (en) 2001-07-26 2001-07-26 Photocatalytically active composite and process for producing thereof

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ293952B6 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ301006B6 (en) * 2008-03-07 2009-10-14 Ústav anorganické chemie AV CR, v. v. i. Process for preparing photocatalytically active monodisperse titanium white

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ300309B6 (en) * 2006-12-27 2009-04-15 CTC AP a. s. Mixed, TiOi2-based powder decontaminant
CZ300950B6 (en) * 2007-09-12 2009-09-23 Ústav anorganické chemie AV CR, v.v.i. Process for preparing photocatalytic pigments
CZ301406B6 (en) * 2008-01-03 2010-02-17 Ústav anorganické chemie AV CR, v. v. i. Process for preparing photocatalytic active titanium dioxide for visible light spectrum range

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ301006B6 (en) * 2008-03-07 2009-10-14 Ústav anorganické chemie AV CR, v. v. i. Process for preparing photocatalytically active monodisperse titanium white

Also Published As

Publication number Publication date
CZ293952B6 (en) 2004-08-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Álvarez et al. Preparation and characterization of magnetic TiO2 nanoparticles and their utilization for the degradation of emerging pollutants in water
Fu et al. Anatase TiO2 nanolayer coating on cobalt ferrite nanoparticles for magnetic photocatalyst
JP3307667B2 (en) Process for producing particulate titanium dioxide, particulate titanium dioxide and aqueous suspension thereof
Nino-Martinez et al. Characterization of silver nanoparticles synthesized on titanium dioxide fine particles
CN103521191B (en) A kind of preparation method of titanium dioxide/chitosan/oxigraphene graphene composite material and application
CN1081949C (en) Titanium oxide for photocatalyst and method of producing the same
WO2000046153A1 (en) Method for producing anatase type titanium dioxide and titanium dioxide coating material
CN101816937A (en) Method for manufacturing magnetic loading type nanometer catalyst TiO2/Fe2O4
JPH0570130A (en) Pigment manufacturing method
TW200508153A (en) Porous titanium oxide powder and method for production thereof
CN101362092B (en) Preparation method of magnetic iron-supported titania nanorod photocatalyst
TW200909529A (en) Making co-precipitated mixed oxide-treated titanium dioxide pigments
Shokri et al. Photocatalytic degradation of ceftriaxone in aqueous solutions by immobilized TiO2 and ZnO nanoparticles: investigating operational parameters
CN101485981B (en) A kind of preparation method of inorganic antibacterial composite material
Fisli et al. PREPARATION AND CHARACTERIZATION OF Fe 3 O 4/SiO 2/TiO 2 COMPOSITE FOR METHYLENE BLUE REMOVAL IN WATER.
JP2005507449A (en) Coated titanium dioxide particles
JPH07315838A (en) Durable pigment titanium dioxide and process for its production
CN105582916A (en) Method for preparing photocatalyst by sequentially depositing nanogold and rhodium on titanium dioxide
CZ20012718A3 (en) Photocatalytically active composite and process for producing thereof
CN1200959A (en) Magnetically separable photocatalyst and its preparation method
CN111439807B (en) A method based on multi-component composite materials for visible light catalyzed water disinfection
CN1165920C (en) Preparation method of manganese-zinc-ferrite composite titanium dioxide nano-magnetic material
CN102847536B (en) Composite photocatalytic material, and preparation method and application thereof
CN106994345A (en) Particle self-assembly TiO2/Fe2O3Method for preparing chain-shaped composite powder
CN102847537A (en) Paramagnetic photocatalysis material for sewage treatment and preparation method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20110726