[發明專利]二氧化鈦/鈦酸鉍超聲強化型光催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201610103681.3
• 申請日: 2016-02-25
• 公開（公告）號: CN105597728B
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發明（設計）人: 何泓材;何朝凌;王寧;劉濤
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: B01J23/18
• 分類號: B01J23/18;C02F1/30
• 代理公司: 成都希盛知識產權代理有限公司51226
• 代理人: 柯海軍,武森濤

1.二氧化鈦/鈦酸鉍超聲強化型光催化劑，其特征在于：所述催化劑是由鈦酸鉍納米顆粒及在其表面負載的納米二氧化鈦顆粒組成，其中以重量計，鈦酸鉍:二氧化鈦＝1:3～3:1；

所述二氧化鈦/鈦酸鉍超聲強化型光催化劑的制備方法包括以下步驟：

a、將乙二醇甲醚與冰乙酸按體積比0.5～1.5:0.5～1.5混勻，再按照固液比1:5～7g/mL加入硝酸鉍，攪拌，得到溶液A；

b、將鈦酸四丁酯溶于乙酰丙酮中，超聲10～20min，得溶液B；其中，按照摩爾比，鈦酸四丁酯:乙酰丙酮＝1:1～3；

c、將溶液A與溶液B混合，用乙二醇甲醚調節溶液濃度為0.05～0.2mol/L，攪拌1～3h，得到鈦酸鉍溶膠；

d、將鈦酸鉍溶膠干燥，充分研磨后，以3～5℃/min升溫速度升溫至650～750℃，保溫0.5～2h，隨爐冷卻，制得鈦酸鉍粉體；

e、將異丙醇、冰乙酸和蒸餾水按體積比3～5:1:1混合均勻后，加入d步驟制得的鈦酸鉍粉體，攪拌，超聲后形成均勻的分散體系，得到溶液C；其中，鈦酸鉍濃度為20～50g/L；

f、將鈦醇鹽溶于醇中，得到溶液D；其中按照體積比，鈦醇鹽:醇＝1:2～4；

g、將溶液C與溶液D混合，攪拌，超聲，得到鈦酸鉍/二氧化鈦溶膠；其中以重量計，鈦酸鉍:二氧化鈦＝1:3～3:1；

h、將鈦酸鉍/二氧化鈦溶膠干燥后，于450～550℃下退火處理1～2h，冷卻，即得鈦酸鉍/二氧化鈦復合光催化劑；

i、對鈦酸鉍/二氧化鈦復合光催化劑進行超聲強化處理，得到鈦酸鉍/二氧化鈦超聲強化型光催化劑。

2.根據權利要求1所述二氧化鈦/鈦酸鉍超聲強化型光催化劑，其特征在于：所述催化劑在光照條件下，在120min時，對染料化合物羅丹明B的光催化降解率≥99％。

3.權利要求1或2所述二氧化鈦/鈦酸鉍超聲強化型光催化劑的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

a、將乙二醇甲醚與冰乙酸按體積比0.5～1.5:0.5～1.5混勻，再按照固液比1:5～7g/mL加入硝酸鉍，攪拌，得到溶液A；

b、將鈦酸四丁酯溶于乙酰丙酮中，超聲10～20min，得溶液B；其中，按照摩爾比，鈦酸四丁酯:乙酰丙酮＝1:1～3；

c、將溶液A與溶液B混合，用乙二醇甲醚調節溶液濃度為0.05～0.2mol/L，攪拌1～3h，得到鈦酸鉍溶膠；

d、將鈦酸鉍溶膠干燥，充分研磨后，以3～5℃/min升溫速度升溫至650～750℃，保溫0.5～2h，隨爐冷卻，制得鈦酸鉍粉體；

e、將異丙醇、冰乙酸和蒸餾水按體積比3～5:1:1混合均勻后，加入d步驟制得的鈦酸鉍粉體，攪拌，超聲后形成均勻的分散體系，得到溶液C；其中，鈦酸鉍濃度為20～50g/L；

f、將鈦醇鹽溶于醇中，得到溶液D；其中按照體積比，鈦醇鹽:醇＝1:2～4；

g、將溶液C與溶液D混合，攪拌，超聲，得到鈦酸鉍/二氧化鈦溶膠；其中以重量計，鈦酸鉍:二氧化鈦＝1:3～3:1；

h、將鈦酸鉍/二氧化鈦溶膠干燥后，于450～550℃下退火處理1～2h，冷卻，即得鈦酸鉍/二氧化鈦復合光催化劑；

i、對鈦酸鉍/二氧化鈦復合光催化劑進行超聲強化處理，得到鈦酸鉍/二氧化鈦超聲強化型光催化劑。

4.根據權利要求3所述二氧化鈦/鈦酸鉍超聲強化型光催化劑的制備方法，其特征在于：a步驟中乙二醇甲醚與冰乙酸按體積比1:1混勻，再按照固液比1:6g/mL加入硝酸鉍，攪拌，得到溶液A。

5.根據權利要求3所述二氧化鈦/鈦酸鉍超聲強化型光催化劑的制備方法，其特征在于：溶液B中，鈦酸四丁酯與乙酰丙酮的摩爾比為1:2。

6.根據權利要求3所述二氧化鈦/鈦酸鉍超聲強化型光催化劑的制備方法，其特征在于：d步驟中將鈦酸鉍溶膠干燥后，研磨，以4℃/min升溫速度升溫至700℃。

7.根據權利要求3所述二氧化鈦/鈦酸鉍超聲強化型光催化劑的制備方法，其特征在于：e步驟中異丙醇、冰乙酸和蒸餾水按體積比4:1:1。

8.根據權利要求3所述二氧化鈦/鈦酸鉍超聲強化型光催化劑的制備方法，其特征在于：f步驟中溶液D由鈦醇鹽與醇按照體積比1:3混合后超聲制得。