[發(fā)明專利]一種復(fù)合光觸媒溶膠及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310205352.6
• 申請(qǐng)日: 2013-05-28
• 公開（公告）號(hào): CN103301829A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 施利毅;趙尹;王舒潔;袁帥;王竹儀;張美紅;劉茜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東莞上海大學(xué)納米技術(shù)研究院;上海大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J23/18
• 分類號(hào): B01J23/18;B01J23/14
• 代理公司: 北京輕創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11212
• 代理人: 吳英彬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及納米溶膠催化材料及其制備領(lǐng)域，具體涉及一種復(fù)合光觸媒溶膠，及該復(fù)合光觸媒溶膠的制備方法。

背景技術(shù)

人類在享受著工業(yè)文明帶來的優(yōu)越物質(zhì)生活的同時(shí)，也在品嘗其帶來的環(huán)境污染的惡果，尤其是發(fā)展中國(guó)家最為嚴(yán)重。世界各國(guó)的科學(xué)家們經(jīng)過不懈的努力，發(fā)現(xiàn)二氧化鈦溶膠具有無毒、殺菌、自清潔、光降解有機(jī)污染物等功效。然而其較窄的禁帶寬度限制了其光響應(yīng)范圍且電子空穴易復(fù)合，抑制了其光催化活性。

為了進(jìn)一步提高溶膠的催化活性，研究者提出了多種改性方案。研究員經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，不同氧化物的導(dǎo)電位置不同，光電子會(huì)注入較低的導(dǎo)帶，使光生電子-空穴有效分離，從而提高光催化活性。導(dǎo)電溶膠，因其優(yōu)良的電子傳輸性能，可有效促進(jìn)半導(dǎo)體光生載流子的分離，受到了研究者的廣泛關(guān)注。浙江大學(xué)中請(qǐng)的，公開號(hào)為101032686的專利涉及了一種氧化錫氧化鈦原位復(fù)合溶膠的制備方法，使復(fù)合溶膠具有有效增強(qiáng)的催化效果。氧化錫納米材料，具有粒徑小，比表面積大的優(yōu)點(diǎn)，但其較低的導(dǎo)電率，極大限制了其光電性能的發(fā)展。施利毅課題組中請(qǐng)公開一種納米摻雜氧化錫導(dǎo)電溶膠的制備方法專利公開號(hào)101580270，通過離子摻雜，成功調(diào)控了氧化錫的非化學(xué)計(jì)量比性缺陷，達(dá)到了優(yōu)化光電性能的目的。本發(fā)明在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)納米摻雜氧化物導(dǎo)電溶膠與二氧化鈦復(fù)合光觸媒溶膠，利用導(dǎo)電溶膠的高效電子傳輸性能，配合半導(dǎo)體復(fù)合異質(zhì)結(jié)構(gòu)優(yōu)秀的光生電子空穴分離能力，有效提高了復(fù)合溶膠的光催化活性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種復(fù)合光觸媒溶膠，通過復(fù)合兩種能級(jí)匹配的半導(dǎo)體，獲得較高的量子效率，提高材料的光催化性能。本發(fā)明還提供該復(fù)合光觸媒溶膠的制備方法。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案為：

一種復(fù)合光觸媒溶膠，其由納米摻雜氧化物溶膠和二氧化鈦納米溶膠制成，其中，所述納米摻雜氧化物溶膠與二氧化鈦納米溶膠的摩爾比為1∶1～64。

所述二氧化鈦納米溶膠的制備方法，參照公開號(hào)為101791546A的專利中，所記載的技術(shù)方案。

所述納米摻雜氧化物溶膠為摻氟氧化錫溶膠，摻銻氧化錫溶膠，氟銻共摻雜氧化錫溶膠，氧化銦錫溶膠其中一種。

所述納米摻雜氧化物溶膠為摻氟氧化錫溶膠，摻銻氧化錫溶膠，氟銻共摻雜氧化錫溶膠和氧化銦錫溶膠的制備方法，參照公開號(hào)為101580270A的專利中，所記載的技術(shù)方案。

復(fù)合光觸媒溶膠pH值為6～8。

復(fù)合溶膠的粒徑分布為10～20nm。

復(fù)合溶膠的固含量為10～30wt％。

一種上述復(fù)合光觸媒溶膠的制備方法，其包括以下步驟：

(1)按摩爾比為1∶1～64，分別稱量納米摻雜氧化物溶膠與二氧化鈦納米溶膠；

(2)將步驟1所稱量的納米摻雜氧化物溶膠與二氧化鈦納米溶膠混合，并分散到水中；

(3)將步驟(2)所制得的水溶液，移至高壓反應(yīng)釜中，在100～200℃條件下，反應(yīng)10～18小時(shí)，得到復(fù)合光觸媒溶膠。

所述納米摻雜氧化物溶膠為摻氟氧化錫溶膠，摻銻氧化錫溶膠，氟銻共摻雜氧化錫溶膠，氧化銦錫溶膠其中一種。

所述復(fù)合光觸媒溶膠pH值為6～8。

所述復(fù)合溶膠的粒徑分布為10～20nm。

所述復(fù)合溶膠的固含量為10～30wt％。

本發(fā)明的有益效果是：

(1)本方法制備的復(fù)合光觸媒溶膠，粒徑均一，分散性好，穩(wěn)定性高。

(2)本發(fā)明方法制備的復(fù)合光觸媒溶膠，通過復(fù)合兩種能級(jí)匹配的半導(dǎo)體，獲得了較高的量子效率，提高了材料的光催化性能。

(3)本發(fā)明方法制備的復(fù)合光觸媒溶膠，提高了復(fù)合溶膠的導(dǎo)電性，獲得高效的電子的傳輸性能和抗靜電性能。

(4)本發(fā)明制備條件溫和，制備工藝簡(jiǎn)單，具有廣泛的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1為實(shí)例2中FTO/TiO₂復(fù)合光觸媒溶膠的XRD圖。

圖2為實(shí)例2中FTO/TiO₂復(fù)合光觸媒溶膠的TEM圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：本實(shí)施例提供的復(fù)合光觸媒溶膠，其由納米摻雜氧化物溶膠和二氧化鈦納米溶膠制成，其中，所述納米摻雜氧化物溶膠與二氧化鈦納米溶膠的摩爾比為1∶1～64。

所述納米摻雜氧化物溶膠為摻氟氧化錫溶膠，摻銻氧化錫溶膠，氟銻共摻雜氧化錫溶膠，氧化銦錫溶膠其中一種。

復(fù)合光觸媒溶膠pH值為6～8。