[發明專利]N-TiO₂/BaAl₂O₄:Eu²⁺,Dy³⁺復合光催化劑及制備方法和應用無效

申請號：	201110095853.4	申請日：	2011-04-07
公開（公告）號：	CN102225342A	公開（公告）日：	2011-10-26
發明（設計）人：	李碩;陳耀強;王健禮	申請（專利權）人：	煙臺大學
主分類號：	B01J27/24	分類號：	B01J27/24;B01J37/04;A62D3/10
代理公司：	暫無信息	代理人：	暫無信息
地址：	264005 山東省***	國省代碼：	山東;37
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摘要：
搜索關鍵詞：	tio sub baal eu sup dy 復合光催化劑制備方法應用
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【說明書】：

技術領域：

本發明屬催化劑范疇，特別涉及一種復合光催化劑N-TiO₂/BaAl₂O₄:Eu²⁺，Dy³⁺的制備及其在光催化方面的應用。

背景技術：

隨著環境污染日益突出，空氣質量問題愈來愈受到人們的關注。1990年美國《清潔空氣法》修正案列舉了189種有毒有害氣體，其中大部分是空氣中揮發性有機污染物。過去幾十年，人們曾把主要注意力放在外環境的空氣污染及治理上，近十幾年來，才意識到室內空氣的衛生學意義。歐洲、北美、日本等國從二十世紀八十年代就開始了對室內環境質量的研究工作，而我國也于上世紀末陸續制定出一系列《室內空氣質量標準》，以此做為評價室內空氣污染水平的依據。有統計表明，在各類室內環境中檢出的有機污染物種類多達200余種，它們中有些是有毒的，有些能夠誘發疾病、致癌或致畸。根據對我國部分建筑物室內空氣的檢測數據，新裝修后污染嚴重的房間，甲醛的峰值濃度能達到0.8～1mg/m³，超過國家標準限制值(0.08mg/m³)10倍以上。另外，室內的空調設備、家具、化纖織物等也散發出許多有毒有害物質，如各種烴類、醛、酮、苯、二甲苯等。惡劣的室內空氣正在給人類的健康帶來嚴重危害。

大部分室內污染物是可氧化的，光催化法是去除污染物的有效方法。TiO₂是目前使用最多的一類半導體光催化劑。沈杭燕、唐新碩在“TiO₂粉末催化劑光催化降解室內空氣中有機污染物”《杭洲大學學報(自然科學版)》1998，25(4)中研究了TiO₂對甲醛、乙醛、丙酮、鄰二甲苯等室內有機污染物的催化降解性能。蘇文悅、付賢智、魏可鎂則在“溴代甲烷在TiO₂上的光催化降解研究”《高等學校化學學報》2001，22(2)中考察了溶膠-凝膠法制備的TiO₂降解CH₃Br的氣相光催化行為，均獲得有意義的結果。各種有機污染物之所以能被TiO₂光催化劑催化降解，是因TiO₂具有特殊的電子結構：價帶充滿、導帶全空和禁帶較寬，因而價帶電子可被紫外光激發，越過禁帶進入導帶，同時在價帶上產生相應的空穴。光生電子和光生空穴能迅速遷移到催化劑表面并且有很強的氧化還原能力，光生空穴可奪取吸附在催化劑表面的有機物的電子，使原本不吸收入射光的有機物活化氧化分解。然而，TiO₂光催化劑的應用仍然受到兩方面的限制：一，由于TiO₂的帶隙較寬，約為3.2eV，僅能被波長小于389nm的紫外光所激發，因此拓寬TiO₂光催化劑的光譜響應范圍，使其在可見光照射下仍然具有催化活性，就成了一項急需解決的重要課題；二，TiO₂被光激發后，產生的光生電子和光生空穴的壽命很短，二者一旦復合，就失去了催化活性。因此，促進光生電子和空穴的分離，阻止其復合，延長其壽命，增強TiO₂光催化劑的催化活性，則是另外一項重要任務。

目前，解決第一個問題的方法主要有：(1)，向TiO₂中摻雜Cu²⁺、Fe³⁺等金屬離子；(2)，向TiO₂中摻雜N、S等非金屬離子；(3)，TiO₂表面敏化等。如李俊華、傅惠靜、傅立新、郝吉明在“金屬離子摻雜的TiO₂薄膜的制備及其光催化降解甲苯的性能”《催化學報》2005，26(6)中；劉守新、陳孝云、李曉輝在“N摻雜對TiO₂形態結構及光催化活性的影響”《無機化學學報》2008，24(2)中；張冬冬、莫越奇、宋琳、黃雄飛、仇榮亮在“芴與噻吩共聚物敏化半導體在可見光下催化降解羅丹明B”《過程工程學報》2008，8(1)中采用上述方法，均成功制備出了比純TiO₂禁帶寬度窄光譜響應范圍寬的光催化劑。