[發明專利]銻摻雜二氧化鈦光降解觸媒絲的制備方法

無效

• 申請號: 200810046442.4
• 申請日: 2008-11-03
• 公開（公告）號: CN101391208A
• 公開（公告）日: 2009-03-25
• 發明（設計）人: 鄧昭平;陳建利;胡景川;黃振新
• 申請（專利權）人: 成都理工大學
• 主分類號: B01J21/06
• 分類號: B01J21/06;B01J23/18;B01J35/06;C02F1/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種能夠在光照射下，使水體中的有機污染物，尤其是有機色素污染物光催化降解的銻摻雜二氧化鈦光觸媒絲的制備方法。

背景技術

隨著城市化進程的加快，城市生活垃圾產生量也急劇增加，自從上世紀90年代以來，全世界每年平均新增垃圾約17.85億噸，垃圾填埋過程中產生的滲濾液直接或間接影響到人類的生存環境。對垃圾滲濾液進行有效的處理已成為城市環境中急待解決的問題和環境防護技術的研究熱點之一。在工業污染方面，造紙工業的發展為人們的生活帶來方便，但同時也產生了大量的廢水污染，給生態環境造成了巨大的破壞，人們采取了許多措施來消除造紙黑液的污染。

我國一些科研單位采用微生物降解法來分解垃圾滲濾液和造紙黑液，微生物降解原理是：在微生物(酶)的代謝作用下，有機物經歷氧化、還原、水解、合成等反應轉化為中間產物最終轉變為二氧化碳和水。其優點是：微生物能高速繁殖和遺傳變異，不會帶來二次污染，然而，微生物降解法也有局限性，例如：每一種微生物(酶)只能降解特定類型的有機物、需要昂貴費用來調查微生物類型和菌種培育、當被降解物濃度太低時難以維持降解細菌的群落時將影響降解效果等，即不能夠達到徹底降解的目的，這樣處理后的水仍然有較深的顏色，不能達到排放要求。

本申請人曾經在中國發明專利專利號ZL200310111087.1上公開了一種玻璃纖維基二氧化鈦光觸媒絲的制備方法，目的是提供一種用于對有機色素污染物光催化降解的玻璃纖維基二氧化鈦光降解觸媒絲的制備方法。技術關鍵是，預先制備一種二氧化鈦液態前驅物，即，將正鈦酸溶解于絡合物草酸中獲得草酸氧鈦絡合物，其水溶液即是所需要的“二氧化鈦液態前驅物”，其主要成分為：[TiO(C₂O₄)₂]^2-、[TiO(C₂O₄)]。將這種“二氧化鈦液態前驅物”在玻璃纖維絲上形成前驅物薄膜，經過熱分解而獲得相應的玻璃纖維基二氧化鈦光降解觸媒絲。研究表明，這種玻璃纖維基二氧化鈦光降解觸媒絲，對前處理后的垃圾滲濾液和造紙黑液具有光催化降解作用，因此可以用來對經微生物降解處理后的垃圾滲濾液和造紙黑液作進一步處理。但是，上述專利的技術工藝并未對觸媒絲上的二氧化鈦進行摻雜，只適合于紫外光下進行光催化降解，并且降解效率有待提高。TiO₂能帶隙較寬(銳鈦礦型Eg＝3.2eV，金紅石型Eg＝3.0eV)，光吸收波長主要集中在紫外區(λ<387nm)，因此拓寬TiO₂的光作用范圍，特別是使其向可見光范圍移動，是一個非常重要的任務。

為拓寬二氧化鈦光降解觸媒絲的光作用范圍和提高降解效率，本發明對觸媒絲上的二氧化鈦進行了銻半導體摻雜。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于對有機色素污染物光催化降解的銻摻雜二氧化鈦光降解觸媒絲的制備方法。

本發明的銻摻雜二氧化鈦光降解觸媒絲的制備方法是按以下步驟進行：(1)、銻摻雜檸檬酸氧鈦酸溶液的制備；(2)、將玻璃纖維絲用水洗滌干凈；(3)、將潔凈的玻璃纖維絲加熱到50～80℃，浸入溫度為50～80℃的銻摻雜檸檬酸氧鈦酸溶液中，采用浸潤提拉法在玻璃纖維絲表面形成銻摻雜檸檬酸氧鈦酸前驅物薄膜；(4)、對涂附了銻摻雜檸檬酸氧鈦酸前驅物的玻璃纖維絲進行熱處理，熱處理時以室溫作為起始溫度，以10～20℃/分的升溫速度升溫至480～520℃，保溫30～60分鐘后，待自然冷卻后獲得成品。

在本發明的步驟(1)中，銻摻雜檸檬酸氧鈦酸溶液的制備，主要過程是在正鈦酸H₄TiO₄中加入檸檬酸H₃C₆H₅O₇，攪拌下使正鈦酸溶解于絡合物檸檬酸中獲得檸檬酸氧鈦絡合物，其主要成分為：[TiO(HC₆H₅O₇)₂]^2-、[TiO(HC₆H₅O₇)]，然后按Sb/Ti(摩爾比)0.1％-1.5％的摻雜比加入Sb₂O₅，攪拌下獲得銻摻雜檸檬酸氧鈦酸溶液。