[發明專利]一種新型復合型光催化劑Ag-TiO2/SBA-16及其合成方法

無效

• 申請號: 201110135492.1
• 申請日: 2011-05-24
• 公開（公告）號: CN102247878A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發明（設計）人: 強亮生;唐翔波;馬晶;王忠凱;王余
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B01J29/03
• 分類號: B01J29/03
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 金永煥

技術領域

本發明涉及一種新型復合型光催化劑及其合成方法。

背景技術

隨著科學技術的發展和工業的現代化，人們的生活水平有了顯著改善，但同時人們也受到了隨之而來的環境污染的危害。水污染、大氣污染和室內有害氣體等污染已經對人類的健康造成了嚴重的危害。污水處理和空氣凈化也因此成為各國科研工作者重要的研究內容。如何有效地去除在工業廢水中的表面活性劑、染料、重金屬離子等有毒物質，大氣中的有機廢氣和有毒氣體，成為各研究領域的熱門話題。光催化氧化作為一種高級氧化技術，在處理污水治理、去除有機廢氣和有毒氣體領域得到較快的發展。自從Fujishima提出TiO₂具有光催化效應之后，TiO₂就作為一種重要的功能材料開始被人們研究。TiO₂光催化技術是一種新型高效的廢水處理技術，具有氧化能力強、反應條件溫和、設備簡單、易于控制、無二次污染等優點，其在生物難降解廢水治理及生活用水深度處理等方面有很廣闊的應用前景。

雖然TiO₂有上述的諸多優點，但是也存在不足，主要表現在四個方面。第一，由于TiO₂的帶隙約為3.2eV，只能吸收波長小于385nm的紫外光。而紫外光僅占太陽光的3％～4％，其中能被TiO₂吸收用于光催化反應的也只有30％，使得TiO₂對太陽光的利用效率極低。第二，光生載流子(電子和空穴)的復合率高，導致量子效率降低，影響光催化效率。第三，TiO₂納米粉吸附性能差，難以將污染物吸附在其表面，致活性中心不能與污染物充分接觸，從而使其對污染物的降解效率降低。第四，懸浮體系中TiO₂納米粉容易發生團聚、失活，反應結束后回收較為困難，難以循環使用。

發明內容

本發明是要解決TiO₂對太陽能利用率低、量子效率低、吸附性能差、易團聚失活和回收困難的問題，而提供一種新型復合型光催化劑Ag-TiO₂/SBA-16及其合成方法。

新型復合型光催化劑Ag-TiO₂/SBA-16是由鈦酸四丁脂、AgNO₃、無水乙醇、冰乙酸、乙酸乙酯和介孔分子篩SBA-16制備而成；其中鈦酸四丁脂與無水乙醇的體積比為(2～3)∶1；冰乙酸與無水乙醇的體積比為(1～2)∶1；乙酸乙酯與無水乙醇的體積比為(40～60)∶1；Ag與Ti的原子百分比為(0.1～1.5)∶100；AgNO₃與介孔分子篩SBA-16的質量比為(0.001～0.02)∶1；所述的鈦酸四丁脂、無水乙醇、冰乙酸和乙酸乙酯均為分析純。

新型復合型光催化劑Ag-TiO₂/SBA-16的合成方法是按以下步驟完成的：一、溶解：將AgNO₃溶解于無水乙醇中，得到透明AgNO₃乙醇溶液；二、混勻：向步驟一制備的AgNO₃乙醇溶液中加入乙酸乙酯、鈦酸四丁酯、冰乙酸，攪拌8～12min，得到混合均勻的混合液；三、加載體：向步驟二制備的混合液中加入載體介孔分子篩SBA-16，攪拌25～35min，然后放入聚四氟乙烯襯底的反應釜中，在130℃～150℃下反應20～28h，得到固體產物；四、洗滌干燥：將步驟三制備的固體產物用無水乙醇洗滌，抽濾后置于烘箱中，在70～90℃下干燥20～28h；五、焙燒：將步驟四中干燥后的固體產物在500℃～600℃下焙燒2～4h，即得到新型復合型光催化劑Ag-TiO₂/SBA-16；步驟二中所述加入的鈦酸四丁脂與步驟一中所述的無水乙醇的體積比為(2～3)∶1，步驟二中所述加入的冰乙酸與步驟一中所述的無水乙醇的體積比為(1～2)∶1，步驟二中所述加入的乙酸乙酯與步驟一中所述的無水乙醇的體積比為(40～60)∶1，步驟二中所述加入的鈦酸四丁酯與步驟一中所述的AgNO₃滿足Ag與Ti的原子百分比為(0.1～1.5)∶100；步驟三中所述的加入的介孔分子篩SBA-16與步驟一中所述的AgNO₃的質量比為1∶(0.001～0.02)；在制備過程中所述的鈦酸四丁脂、無水乙醇、冰乙酸和乙酸乙酯均為分析純。