[發(fā)明專利]可見光響應(yīng)的光催化劑BaTi6O13及其制備方法

有效

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• 申請日: 2013-09-13
• 公開（公告）號: CN103433015A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐瑩;方亮;韋珍海
• 申請（專利權(quán)）人: 桂林理工大學(xué)
• 主分類號: B01J23/02
• 分類號: B01J23/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種可見光響應(yīng)的光催化劑BaTi₆O₁₃及其制備方法，屬于無機(jī)光催化材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,?人們對于能源和生態(tài)環(huán)境越來越關(guān)注,?解決能源短缺和環(huán)境污染問題是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展、提高人民生活質(zhì)量和保障國家安全的迫切需要。

從20世紀(jì)70年代末期，人們提出了利用光催化劑分解水中和大氣中的農(nóng)藥以及惡臭物質(zhì)等有機(jī)物，以及涂有光催化劑的固體表面的自我清潔等應(yīng)用實(shí)例。光催化反應(yīng)的原理是光催化劑在吸收了高于其帶隙能量的光子后，生成了空穴和電子，這些空穴和電子分別進(jìn)行氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)，達(dá)到分解有害化學(xué)物質(zhì)、有機(jī)生物質(zhì)和殺菌的目的。光催化劑有許多種,?其中最有代表性的是二氧化鈦(TiO₂)，已經(jīng)利用二氧化鈦對水中和大氣中的農(nóng)藥和惡臭物質(zhì)等有機(jī)物進(jìn)行分解，然而二氧化鈦的帶隙是3.2eV,只有在比400nm短的紫外線的照射下才能顯現(xiàn)出活性，只能在室內(nèi)或者有紫外燈的地方工作，幾乎不能利用可見光，這大大的限制了二氧化鈦光催化劑的使用。

考慮到光催化劑在分解有害物質(zhì)中的實(shí)用性，利用太陽光作為光源是不可缺少的。照射向地表的太陽光中波長在500nm附近可見光的強(qiáng)度最大，波長為400nm~750nm的可見光區(qū)的能量大約是太陽光總能量的43%，所以為了高效的利用，鉍系光催化劑的開發(fā)和研究已經(jīng)取得了一系列重大的成果，三價鉍的復(fù)合物如BiVO₄、Bi₂MoO₆、Bi₂Mo₂O₉、Bi₂Mo₃O₁₂和Bi₂WO₄被報道在可見光下具有良好的吸收。

雖然光催化研究已進(jìn)行了若干年,?但目前報道的具有可見光響應(yīng)的光催化劑種類仍很有限，仍存在著光轉(zhuǎn)換效率低、穩(wěn)定性差和光譜相應(yīng)范圍窄等問題,所以研究和開發(fā)新的具有可見光響應(yīng)的高效光催化劑是非常必要。已有鈦酸鹽SrTiO₃、BaTi₄O₉的光催化性能的研究報道，但是SrTiO₃、BaTi₄O₉在可見光段不具備光催化性能。我們對鈦酸鹽BaTi₆O₁₃和SrTi₆O₁₃、CaTi₆O₁₃等進(jìn)行了可見光段的光催化性能研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)BaTi₆O₁₃具有優(yōu)異的可見光響應(yīng)的光催化性能，但SrTi₆O₁₃和CaTi₆O₁₃卻不具有可見光響應(yīng)的光催化性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種具有可見光響應(yīng)的光催化劑BaTi₆O₁₃及其制備方法。

本發(fā)明涉及的具有可見光響應(yīng)的鈦酸鹽光催化劑的化學(xué)組成式為:?BaTi₆O₁₃。

所述鈦酸鹽的制備方法具體步驟為：

（1）將99.9%分析純的化學(xué)原料BaCO₃和TiO₂，按BaTi₆O₁₃化學(xué)式稱量配料。

（2）將步驟（1）配好的原料混合，放入球磨罐中，加入氧化鋯球和無水乙醇，球磨8小時，混合磨細(xì)，取出烘干，過200目篩。

（3）將步驟（2）混合均勻的粉料在1240~1270℃預(yù)燒，并保溫6小時，自然冷卻至室溫，然后通過球磨機(jī)粉碎手段使粒子直徑變小，低于2μm，即得到鈦酸鹽BaTi₆O₁₃粉末。

本發(fā)明制備方法簡單、成本低，制備的光催化劑具有優(yōu)良的催化性能,?在可見光照射下具有分解有害化學(xué)物質(zhì)、有機(jī)生物質(zhì)和殺菌的作用。

具體實(shí)施方式

下面將對本發(fā)明進(jìn)行具體說明：

1、為了得到本發(fā)明中所使用的復(fù)合氧化物，首先使用固相合成法制備粉末，即把作為原料的各種氧化物或碳酸鹽按照目標(biāo)組成化學(xué)計量比進(jìn)行混合，再在常壓下于空氣氣氛中合成。