[發明專利]類鈣鈦礦結構復合氧化物光催化劑及制備方法

無效

• 申請號: 200710181362.5
• 申請日: 2007-10-18
• 公開（公告）號: CN101134162A
• 公開（公告）日: 2008-03-05
• 發明（設計）人: 方亮;張輝;張桂玲;胡長征;朱文鳳;吳伯麟
• 申請（專利權）人: 桂林工學院
• 主分類號: B01J23/10
• 分類號: B01J23/10;C02F1/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種類鈣鈦礦結構復合氧化物光催化劑及制備方法。

背景技術

環境污染是世界各國十分關注的問題，已經導致了人們生活的飲用水源、工業水源質量不斷下降，導致大氣污染不斷加劇，造成生態環境的不斷破壞，對人類的生存構成嚴重威脅。因此環境的保護和治理是一個重大的社會問題，亟待解決。

光催化劑作為一種潛在和理想的環境治理技術，在水的深度處理和含難降解的有機物工業廢水處理方面有相當好的前景。目前的研究大多局限在使用常規二氧化鈦光催化劑，但是由于其量子效率較低，總反應速度慢，難以處理量大且濃度高的工業廢氣和廢水，使得該技術的廣泛應用受到制約。

近來關于復合氧化物的光催化劑有不少報道，申請號為98111246、公開號為CN1201769的中國專利，申請公開了一種鐵酸鋅——二氧化鈦納米復合光催化劑及其制備方法；日本專利申請延遲公開No.7-24329提出了表示通式為A³⁺B³⁺O₃的LaFeO₃和表示通式為A²⁺B³⁺O_x的SrMnO_x光催化劑；日本專利申請延遲公開No.10-244164提出了層狀類鈣鈦礦型ABCO₄；日本專利申請延遲公開No.8-196912提出了以鈣鈦礦KLaCa₂Nb₃O₁₀氧化物為基體，在其層間插入二氧化鈦、二氧化鋯等氧化物，從而制備出高比表面積及高催化活性的的光催化劑；日本專利申請延遲公開No.11-139826提出基于層狀鈣鈦礦氧化物KLaCa₂Nb₃O₁₀的光催化劑；申請號為02801196的中國專利公開了一種由燒綠石結構的氧化物半導體與銳鈦礦氧化物半導體復合制備高活性催化劑；申請號為02801197的中國專利公開了一種由鈣鈦礦類型氧化物半導體與二氧化鈦等復合而制備高活性的光催化劑；申請號為200410012729.7的中國專利公開了一種鈮鉀復合氧化物光催化劑及制備方法；申請號為200510019175.8的中國專利公開了一種摻銅的鈮鉀復合氧化物光催化劑及制備方法。

以上發明的光催化劑，雖然有的光催化效果較好，但大部分的光催化劑均存在制備工藝復雜或較為復雜，制備條件苛刻，從而給推廣使用帶來了很多困難。其中有些復合氧化物光催化劑的制備方法相對簡單，但其催化性能不夠理想，本發明提供的光催化劑制備方法簡單，催化性能較好。上述發明未涉及與本發明相同的內容。

發明內容

本發明的目的是提供一種制備方法簡單、成本低的類鈣鈦礦結構復合氧化物光催化劑及制備方法。制得的光催化劑有良好的光催化活性。

本發明涉及的類鈣鈦礦結構復合氧化物光催化劑，其化學組成通式為A_3-xLn_1+xTi_x(Nb_1-yTa_y)_3-xO₁₂，其中A為Ba、Sr和Ca中的一種或多種；Ln為La、Ce、Pr和Nd中的一種或兩種，0.00≤x<3，0.00≤y≤1。

類鈣鈦礦結構復合氧化物光催化劑的制備方法為：

(1)用含Ti、Nb和/或Ta及Ba、Sr、Ca中的一種或多種的氧化物或相應的碳酸鹽、硝酸鹽、草酸鹽以及含La、Ce、Pr和Nd中的一種或兩種的氧化物或相應的碳酸鹽、硝酸鹽為原料，按照A_3-xLn_1+xTi_x(Nb_1-yTa_y)_3-xO₁₂的化學計量比配料，其中A為Ba、Sr和Ca中的一種或幾種，Ln為La、Ce、Pr和Nd中的一種或兩種，0.00≤x<3，0.00≤y≤1；把原料混合研磨均勻；

(2)把混勻的原料于800℃-1300℃溫度下，于空氣氣氛中煅燒1-13小時；

(3)自然冷卻至室溫，充分研磨，即得類鈣鈦礦結構復合氧化物光催化劑粉末。

另外，也可將步驟(3)所得的類鈣鈦礦結構復合氧化物光催化劑按步驟(2)、(3)再煅燒、冷卻、研磨，如此重復一到兩次。

本發明制備工藝簡單，煅燒溫度范圍寬，無須添加貴金屬，成本低廉。制備的光催化劑具有優良的催化性能，可用于紫外或可見光照射下具有分解有害化學物質和有機生物質。