[發(fā)明專利]一種可回收的漂浮型Pt-TiO2/漂珠光催化劑及其制備方法

無效

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• 申請日: 2013-06-13
• 公開（公告）號: CN103272588A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李琴;李闖;王冰;崔皓;張進;李保菊;翟建平
• 申請（專利權(quán)）人: 南京大學(xué)
• 主分類號: B01J23/42
• 分類號: B01J23/42;B01J35/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 賀翔

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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光催化材料領(lǐng)域，具體涉及一種可回收的漂浮型Pt-TiO₂/漂珠光催化劑及其制備方法。?

背景技術(shù)

在氧化物半導(dǎo)體中，銳鈦礦型TiO₂的光催化活性是最強的，是一種價廉、無毒、節(jié)能、高效的光催化降解空氣和水中有機污染物的材料。但由于TiO₂較寬的帶隙只能被紫外光激發(fā)，而太陽光譜中僅含有4%左右的紫外線，這就極大地限制了其在環(huán)境凈化實際中的應(yīng)用，因而提高TiO₂在可見光下光催化性能的改性技術(shù)已成為研究的熱點。鉑修飾是通過改變體系中的電子分布來影響TiO₂表面性質(zhì)，進而提高光催化反應(yīng)效率。當(dāng)TiO₂和鉑接觸時，因為肖特基勢壘的影響，沉淀的貴金屬鉑成為捕獲電子的有效陷阱，能夠促使光生電子和空穴發(fā)生分離，從而提高了光催化劑的催化活性。此外，鉑修飾還能使催化劑對光的響應(yīng)范圍擴展到可見光區(qū)，使更多的太陽能得到利用。但是在廢水處理過程中涉及到的TiO₂多為納米級顆粒，回收困難，容易造成資源的浪費。?

漂珠是粉煤灰中一種能浮于水面的空心微珠，其化學(xué)成份以二氧化硅和三氧化二鋁為主，具有顆粒細、壁薄中空、質(zhì)量輕、高強、耐磨、耐高溫、保溫絕緣、絕緣阻燃等多種功能。漂珠良好的物化性能為其實現(xiàn)廢物的資源化再利用提供了良好的平臺。以漂珠為載體制備的復(fù)合光催化劑可以長時間漂浮于水面，充分吸收光能，其良好的吸附性能也可以提高光催化劑的降解效能，并且其可回收和多次重復(fù)利用，具有廣闊的應(yīng)用前景。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所解決的技術(shù)問題是提供一種漂浮型Pt-TiO₂/漂珠光催化劑及其制備方法，該催化劑直徑和二氧化鈦膜層均可調(diào)，能實現(xiàn)可見光響應(yīng)型，同時能夠較長時間漂浮于水面上，且便于回收和多次重復(fù)利用。

本發(fā)明所述的一種可回收的漂浮型Pt-TiO₂/漂珠光催化劑，其特征在于所述載體漂珠是規(guī)則的空心微珠，沉積Pt的TiO₂以膜層的形式負載其上。?????上述可回收的漂浮型Pt-TiO₂/漂珠光催化劑的制備方法，包括以下步驟：?

1）漂珠預(yù)處理：將漂珠用稀硝酸浸泡4h，之后用蒸餾水漂洗，直至流出的水呈中性，烘干后備用；

2）以鈦酸丁酯、無水乙醇、乙酰丙酮和蒸餾水為原料，用濃硝酸調(diào)節(jié)其pH至4~6，攪拌使其充分反應(yīng)，然后加入聚乙二醇，使鈦酸丁酯與聚乙二醇的摩爾比為800~1200:1，加熱并攪拌使之充分溶解，即得到黃色透明的TiO₂溶膠；

3）向TiO₂溶膠中加入步驟1）預(yù)處理過的漂珠載體，使鈦酸丁酯與漂珠的質(zhì)量比為5~10:1，攪拌使之混合均勻，浸漬12~36h后過濾，將濾液恒溫保存，濾出的樣品烘干，再置于馬弗爐中于350℃~550℃溫度下煅燒2~4h，冷卻至室溫，從而制得一次負載的TiO₂/漂珠；

4）多次負載過程：以上述步驟3）得到的樣品為載體，重復(fù)步驟2）和步驟3），以制得二次負載的TiO₂/漂珠；重復(fù)上述實驗，以完成多次負載；

5）將步驟后4）制得的TiO₂/漂珠加入到氯鉑酸溶液中攪拌，合成體系中氯鉑酸以鉑計量，其中鉑與TiO₂/漂珠中所含TiO₂質(zhì)量比為1:1000~50，最后將產(chǎn)物置于紫外光下照射若干小時，最終得到可回收的漂浮型Pt-TiO₂/漂珠光催化劑。

上述步驟2）中鈦酸丁酯、無水乙醇、乙酰丙酮和蒸餾水的摩爾比為1:25:1:?1~4.5。?

上述步驟3）中漂珠載體的加入量是TiO₂溶膠中鈦酸丁酯與漂珠的質(zhì)量比為5~10:1。?

上述步驟4）中TiO₂/漂珠的負載次數(shù)為2~4次。?

上述步驟5)中紫外光照射的時間為12~18h。?

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點：?

1、本發(fā)明具有制備簡單，成本低，環(huán)境友好等優(yōu)點。

2、本發(fā)明的載體為漂珠，價廉易得，能夠較長時間漂浮于水面上，易接受光照，并便于回收且可多次重復(fù)利用。?

3、本發(fā)明為可見光響應(yīng)型光催化劑，有利于后續(xù)在工業(yè)應(yīng)用中利用太陽光降解污染物；而傳統(tǒng)光催化劑只能利用紫外光，相比之下本發(fā)明可以降低工業(yè)應(yīng)用成本。?