[發明專利]一種二氧化鈦/二氧化錫復合光催化劑材料的制備方法

在審

• 申請號: 201610065718.8
• 申請日: 2016-01-27
• 公開（公告）號: CN105664914A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: 杜灃;左學勤;楊群;金紹維;李廣
• 申請（專利權）人: 安徽大學
• 主分類號: B01J23/14
• 分類號: B01J23/14;B01J35/08
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 沈尚林

技術領域

本發明涉及光催化劑材料領域，具體涉及一種二氧化鈦/二氧化錫復合光催化劑材料的制備方法。

背景技術

光催化氧化技術是一種新型的廢水處理技術，具有處理效率高、工藝設備簡單、循環壽命長、操作條件易控制、非選擇性地降解有機污染物、無二次污染、綠色無污染等優點，光催化技術的誕生，開創了染料廢水降解的新局面。是近年來發展起來的新型廢水處理技術。當今世界各國都十分關注光催化技術的發展，分別投入大量的人力物力對其進行研發。

二氧化錫是一種典型的n型半導體金屬氧化物，因其對某些氣體特殊的敏感性，導電和透光性，光催化活性，成為制備氣敏元件，透明電極和處理污水的催化劑的理想材料，這就使其在工業生產和科研領域等方面有著非常廣泛的應用，例如：在氣體傳感器、儲存材料、電極材料、太陽能電池以及鋰離子電池等方面都有著廣泛的應用。

二氧化鈦無毒，難溶，光化學和化學穩定性，并且成本低廉，具有較高的實用價值，是被研究最多的一種半導體光催化劑，近年來，有關二氧化鈦等半導體光催化劑治理環境污染的研究得到極大的關注，已成為目前國內外環境治理領域的一個熱點。但二氧化鈦被用作光催化劑面臨兩大關鍵問題，一是由于二氧化鈦帶隙值(3.2eV)比較寬，只能被紫外光(波長小于387nm)所激發，而到達地球表面的紫外光輻射只占太陽輻射到地球上的光譜的4％左右，因此二氧化鈦利用太陽能的效率比較低；二是其光生電子和空穴的復合速率較快、量子效率比較低。為充分利用綠色無污染的太陽能，提高TiO₂的光催化活性，需對其進行改性，并研究新型多功能的光催化劑，近些年來,國內外的研宄人員在二氧化鈦的復合以及新型復合半導體可見光催化劑的研制進行大量實驗工作,并且取得了巨大的進展。研究表明,過渡金屬離子摻雜、貴金屬修飾、染料敏化和復合半導體等方法均能提高二氧化鈦的光催化活性，其中復合半導體被認為是一種非常有效的催化劑，利用能隙不同但又相近的兩種半導體的復合，不僅可以使光生載流子在不同能級半導體之間輸運，而且還能得到有效分離，延長載流子壽命，提高量子效率，從而提高催化劑的光催化活性。

二氧化錫在室溫下帶隙為3.6eV，與二氧化鈦能級匹配。將二氧化錫與二氧化鈦進行復合，使二氧化鈦表面的光生電子向二氧化錫轉移，不僅可以提高其光生電子和空穴的分離效果，而且會減少復合幾率，從而大大提高光催化活性。二氧化鈦/二氧化錫復合材料用于光催化降解污染物已有多年的研究，如Shietal.(CeramicsInternational，2014，40，10383-10393)通過水/油相分離的靜電紡絲技術，合成高空隙的二氧化錫/二氧化鈦復合納米纖維材料；VagnerR.deMendoncaetal.(AppliedSurfaceScience，2014，298，182-191)通過水解溶膠-凝膠和聚合物前體方法，合成二氧化鈦/二氧化錫異質結構用于降解羅丹明B；Wangetal.(Inorg.Chem.，2009，48，7261-7268)通過靜電紡絲和納米結構的水熱增長技術，合成分層二氧化錫/二氧化鈦復合納米結構；Zhangetal.(JournalofHazardousMaterials，2009，171，294-300)通過原位溶膠-凝膠技術，合成凹凸棒石狀二氧化鈦/二氧化錫納米復合材料；KyunAhnetal.(CurrentAppliedPhysics，2016，16，251-260)通過水熱法合成二氧化鈦/二氧化錫中空多層納米纖維；Yuanetal.(Catal.Commun.，2015，60，129-133)通過兩步液相沉積法合成二氧化鈦/二氧化錫雙殼空心球；Huangetal.(JournalofAlloysandCompounds，2010.55，6973)采用溶膠-水熱法合成二氧化鈦/二氧化錫納米復合材料等；這些二氧化鈦/二氧化錫復合材料均表現出良好的光催化性能。但通過一步水熱合成二氧化錫納米顆粒鑲嵌二氧化鈦納米球，并用于光催化降解甲基橙染料還未見報道。

發明內容

本發明解決的問題是：提供一種二氧化鈦/二氧化錫復合光催化劑材料的制備方法，該方法簡便，環保，成本低，且材料具有良好的光催化性能。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種二氧化鈦/二氧化錫復合光催化劑材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將四氯化錫加入到混合溶劑中，攪拌至其完全溶解，所述混合溶劑為去離子水和乙醇的混合溶液；

(2)在磁力攪拌下向步驟(1)的溶液中加入二氧化鈦，經超聲處理后，繼續攪拌至其充分混勻；