[發明專利]一種氮-鐵共摻雜的納米二氧化鈦光催化劑的制備方法

無效

• 申請號: 201410336800.0
• 申請日: 2014-07-15
• 公開（公告）號: CN104107706A
• 公開（公告）日: 2014-10-22
• 發明（設計）人: 劉艷華;張宇飛;張廉奉
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;B01D53/86;B01D53/58
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

1.一種氮-鐵共摻雜的納米二氧化鈦光催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(A)在室溫下將10～30ml鈦酸四丁酯和20～40ml無水乙醇混合溶液在磁力攪拌下攪拌10～40min，得到淡黃色溶液A；

(B)將15～35ml無水乙醇、5～15ml蒸餾水、15～30ml冰醋酸和氮源與鐵源進行充分混合，得到溶液B；

(C)將溶液B緩慢加入到溶液A中，并繼續攪拌10～40min后得均勻透明的溶膠；

(D)將溶膠陳化10～40h得到膠體狀的凝膠；

(F)將步驟(D)得到的凝膠置于50～200℃的電熱鼓風干燥箱中進行干燥，直到溶劑完全揮發；

(G)將干燥后的凝膠進行充分研磨成粉體；

(H)將研磨后的粉體置于箱式電阻爐中，煅燒1～4h，冷卻后即得到氮-鐵共摻雜的納米二氧化鈦光催化劑。

2.根據權利要求1所述的氮-鐵共摻雜的納米二氧化鈦光催化劑的制備方法，其特征在于，步驟(A)中鈦酸四丁酯為17ml，無水乙醇為30ml，攪拌時間為30min。

3.根據權利要求1所述的氮-鐵共摻雜的納米二氧化鈦光催化劑的制備方法，其特征在于，步驟(B)中無水乙醇為28.32ml，蒸餾水為7.2ml，冰醋酸為20ml；氮源為尿素，氮含量分別控制在該催化劑樣品的1at％、4at％、7at％；鐵源為硫酸鐵，鐵含量分別控制在該催化劑樣品的1at％、5at％、9at％。

4.根據權利要求1所述的氮-鐵共摻雜的納米二氧化鈦光催化劑的制備方法，其特征在于，步驟(C)中攪拌時間為30min。

5.根據權利要求1所述的氮-鐵共摻雜的納米二氧化鈦光催化劑的制備方法，其特征在于，步驟(D)中溶膠的陳化時間為24h。

6.根據權利要求1所述的氮-鐵共摻雜的納米二氧化鈦光催化劑的制備方法，其特征在于，步驟(F)中干燥溫度為100℃。

7.根據權利要求1所述的氮-鐵共摻雜的納米二氧化鈦光催化劑的制備方法，其特征在于，步驟(H)中煅燒時間為2.5h，煅燒溫度分別選取400℃、500℃、600℃。

8.根據權利要求1所述的氮-鐵共摻雜的納米二氧化鈦光催化劑的制備方法，其特征在于，將步驟(H)制備好的氮-鐵共摻雜的納米二氧化鈦光催化劑放入到平板式光催化反應系統中，通入氨氣，在白熾燈下對氨氣進行可見光降解；利用傅立葉變換紅外光譜儀對氨氣進行實時監測，收集50min的氨氣數據，得到氨氣的降解曲線；通過第一性原理的計算得到氮-鐵共摻雜的納米二氧化鈦光催化劑的電子態密度圖，對其可見光光催化性能進行表征。