[發明專利]Sn/Ce共摻雜TiO2催化劑及其制備方法

無效

• 申請號: 201310149868.3
• 申請日: 2013-04-26
• 公開（公告）號: CN103191713A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 杜記民;趙國燕;劉躍軍;韓玉民;張江山;陳惠娟
• 申請（專利權）人: 安陽師范學院
• 主分類號: B01J23/14
• 分類號: B01J23/14
• 代理公司: 安陽市智浩專利代理事務所 41116
• 代理人: 王暉

技術領域

本發明涉及一種TiO₂催化劑及其制備方法，特別涉及一種共摻雜TiO₂催化劑及其制備方法。?

背景技術

二氧化鈦，化學式為TiO₂，俗稱鈦白粉，多用于光觸媒、化妝品，能靠紫外線消毒及殺菌，現正廣泛開發，將來有機會成為新工業。TiO₂光催化劑能催化絕大多數有機污染物的降解，而且具有消毒滅菌、作用見效快、耐久性好、沒有二次污染、價廉易得、光化學性質穩定及較強的光催化能力等優點。但由于納米二氧化鈦的禁帶寬度較大（銳鈦礦型Eg?=?3.2?eV，金紅石型Eg?=?3.02?eV），只有紫外光（波長小于387?nm）才能激發納米二氧化鈦的價帶電子躍遷到導帶，產生光生電子-空穴，而紫外光只占到了太陽光能量的4%左右，很大程度上限制了納米二氧化鈦的應用范圍。?

為了拓展納米?TiO₂吸收光譜范圍，金屬離子摻雜、非金屬離子摻雜、半導體復合以及染料敏化等手段被采用，并也取得了一定的成效。Verwey等發現在半導體中摻雜不同價態金屬離子后半導體的催化性能被改變以后，很多科研工作者也開始對半導體摻雜金屬進行研究。摻雜的金屬離子能使TiO₂催化劑的顆粒尺寸變小、并且抑制其團聚和銳鈦礦結構向金紅石結構的相轉變,提高催化劑的光響應強度和拓展光響應范圍,有效捕獲光生載流子，衍生各類高活性自由基物種和增大催化劑比表面積等來提高催化劑的光催化性能。目前金屬離子摻雜研究，大都以光催化氧化反應為探針對個別離子摻雜改性TiO₂催化劑的光催化氧化性能進行了研究，摻雜不同的金屬離子，引起的變化是不一樣的，只有一些特定的金屬離子有利于提高光量子效率。目前還未見到過渡金屬離子錫和稀土離子鈰共摻雜的TiO₂催化劑的研究報道。采用本發明制備的摻雜型催化劑二氧化鈦的禁帶寬度變小，其吸收區間發生明顯的紅移，在可見光區有一定的吸收，且紫外區吸收強度增強，這有利于催化效率的提高和光能的利用。?

發明內容

本發明為提供一種Sn/Ce共摻雜TiO₂催化劑及其制備方法。?

本發明所提供的Sn/Ce共摻雜TiO₂催化劑，：所述的催化劑中以摩爾計Ti：Sn：Ce=100：0.25～5：0.25～5，所述的催化劑中以摩爾計Ti：Sn：Ce=100：0.3～3：0.3～3。?

本發明所提供的Sn/Ce共摻雜TiO₂催化劑的制備方法，包括以下步驟：?

（a）室溫下將鈦酸四丁酯與無水乙醇以體積比1：5～10比例混合并攪拌10～15min，得到體系A；

（b）?將無水乙醇、醋酸、去離子水以體積比5：1：1的比例混合，加入五水合氯化錫和六水合硝酸鈰攪拌10～15min，得體系B；

（c）將B緩慢加到A中，攪拌30～40?min后轉移至反應釜中，在60?^oC～80?^oC下恒溫20～30?h后得到凝膠；

（d）將凝膠真空干燥24～48h研細，置于高溫爐中在350^?oC～750?^oC?煅燒，得到摩爾比Ti：Sn：Ce=100：0.25～5：0.25～5的共摻雜納米二氧化鈦催化劑。

步驟(b)中加入五水合氯化錫的質量以毫克計為：為鈦酸四丁酯毫升數的2.5-25倍，加入六水合硝酸鈰的質量以毫克計為：為鈦酸四丁酯毫升數的3-40倍。?

步驟(b)中加入五水合氯化錫的質量以毫克計為：為鈦酸四丁酯毫升數的8-18倍，加入六水合硝酸鈰的質量以毫克計為：為鈦酸四丁酯毫升數的10-28倍。?