[發明專利]Fe³⁺摻雜TiO₂空心球催化劑的制備方法及其應用無效

申請號：	201010232907.2	申請日：	2010-07-21
公開（公告）號：	CN101890350A	公開（公告）日：	2010-11-24
發明（設計）人：	蔣銀花;張文莉;張蓉仙;倪良;燕云;吳小黎	申請（專利權）人：	江蘇大學
主分類號：	B01J23/745	分類號：	B01J23/745;B01J35/08;C02F1/30
代理公司：	南京知識律師事務所 32207	代理人：	汪旭東
地址：	212013 ***	國省代碼：	江蘇;32
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摘要：
搜索關鍵詞：	fe sup 摻雜 tio sub 空心球催化劑制備方法及其應用
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【說明書】：

技術領域

本發明屬于納米復合材料的制備及其環境保護領域的應用。特指以納米碳球，鈦酸正丁酯和六水合氯化鐵為主要原料，通過超聲水解包覆法制備了Fe³⁺摻雜碳/二氧化鈦核殼粒子，經煅燒，制備Fe³⁺摻雜TiO₂開口或閉口空心球復合光催化劑，并將其用于陽離子染料廢水光催化降解研究。

背景技術

半導體光催化研究是目前材料和化學領域的前沿課題，在新能源和環境凈化方面具有廣闊的應用前景。目前廣泛研究的半導體光催化劑有CdS、SnO₂、TiO₂、ZnO、ZnS、PbS、MoO₃、SrTiO₃和V₂O₅等，在這些半導體中，TiO₂是一種當前最具有應用潛力的光催化劑。它具有來源豐富，價格低廉，光照不產生光腐蝕，耐酸堿性好，化學性質穩定，對生物無毒性，產生光生電子和空穴的電勢電位高，有很強的氧化還原性，因而大量半導體光催化的研究都基于TiO₂光催化劑。然而，TiO₂屬于寬帶隙的半導體材料，僅能吸收波長小于387nm的紫外光，因而太陽能利用率較低；同時TiO₂中光生載流子的復合率較高，量子效率低，限制了二氧化鈦的實際應用。

近年來，為了提高二氧化鈦對取之不竭的太陽光中可見光的利用率，大量的研究工作都集中在二氧化鈦的改性上，如對二氧化鈦摻雜不同價態的金屬離子、染料光敏化、以及光催化劑復合化。其中通過摻雜金屬離子，可在禁帶中形成受主或施主能級，使其帶隙變窄，提高其對可見光的利用率，是探索TiO₂充分利用太陽光的可見光響應的關鍵。除此之外，TiO₂的形貌也是影響TiO₂催化性能的重要因素，目前用于光催化應用研究的TiO₂形貌有：納米粒子，納米纖維、介孔TiO₂、空心球、納米管。其中納米TiO₂空心球相對于TiO₂小粒子相比，則具有低密度、高比表面積、表面滲透性好以及光吸收率較高等優點，受到了人們的極大關注。本發明提出制備一種新型空心結構的Fe³⁺摻雜TiO₂復合光催化劑的方法，即制備Fe³⁺摻雜TiO₂空心球復合光催化劑，空心球為開口或閉口。一方面，用Fe³⁺離子對TiO₂進行摻雜改性，同時拓寬光催化劑的光譜響應范圍，提高對太陽能的利用率。另一方面，充分利用TiO₂空心球比表面大，高折射率、良好的表面化學性質等優點，大大提高光催化劑的活性。有關TiO₂空心球用于光催化研究已有報道[吳良專，只金芳水相一步合成銳鈦礦型二氧化鈦空心球物理化學學報.2007，23(8)：1173-1177]，而且用Fe³⁺摻雜TiO₂納米粒子[Lifeng?Cui，YuanshengWang，MutongNiu，GuoxinChen，YaoCheng.Synthesis?and?visible?light?photocatalysis?ofFe-dopedTiO₂?mesoporous?layers?depositedon?hollow?glass?microbeads.JournalofSolidStateChemistry?182(2009)2785-2790]，Fe³⁺摻雜TiO₂納米帶[李巧玲，趙靜賢，李保東，張存瑞.鐵摻雜TiO₂微米帶的制備及其光催化性能.化學學報.2010，68(5)：425-430]，并將它們應用于光催化降解研究已有文獻進行報導，然而對于Fe³⁺摻雜TiO₂空心球的制備并用其對陽離子染料進行光催化降解，國內外并無文獻報導。