[發明專利]一種無貴金屬的復合光催化材料的制備方法

在審

• 申請號: 201611240317.8
• 申請日: 2016-12-29
• 公開（公告）號: CN106582769A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 陸春華;寇佳慧;許仲梓;談麗娟;熊吉如;袁慧雯
• 申請（專利權）人: 南京工業大學;南京倍立達新材料系統工程股份有限公司
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;C02F1/30;C02F101/32
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明涉及光催化技術，特別是涉及一種無貴金屬的復合光催化材料的制備方法。

背景技術

能源與環境問題是目前全人類面臨的兩個主要問題。由于半導體光催化劑在解決能源與環境問題方面的前景誘人，其迅速成為目前國內外研究熱點。它利用半導體氧化物材料在光照下表面能受激發的特性，可有效地氧化分解有機物、分解水制氫、還原重金屬離子、殺滅細菌和消除異味。由于光催化技術可利用太陽光在室溫下發生反應，比較經濟、無二次污染，所以有著傳統的高溫、常規催化技術及吸附技術無法比擬的誘人魅力，是一種具有廣闊應用前景的綠色環境治理技術。作為光催化技術核心是光催化劑，目前普遍使用的TiO₂的量子效率低(不到4％)，不能吸收可見光，而太陽光中的紫外光只占5％，所以其難以保持較高的太陽光催化活性。盡管目前已經證明許多半導體材料都具有可見光光催化活性，但由于活性低，或由于易被光腐蝕等原因尚難實際應用。因此，設計高效穩定的可見光光催化材料是當前光催化領域研究的熱點。

發明內容

發明目的：本發明的目的是提供一種能夠解決現有技術中存在的缺陷的無貴金屬的復合光催化材料的制備方法。

技術方案：本發明所述的無貴金屬的復合光催化材料的制備方法，包括以下步驟：

S1：將比表面積大于100m²/g的載體與可見光催化劑進行復合，形成負載的光催化材料，其中，可見光催化劑與載體的質量比為4:1～12:1；

S2：將步驟S1中得到的負載的光催化材料與助催化劑MoS₂進行復合，形成復合光催化材料，其中負載的光催化材料與助催化劑MoS₂的質量比為1:2～2:1。

進一步，所述載體為納米材料、片層材料、多孔材料中的一種或多種。

進一步，所述納米材料為納米氧化硅。

進一步，所述片層材料為片層云母或者蒙脫石。

進一步，所述多孔材料為多孔玻璃或者分子篩。

進一步，所述可見光催化劑為TaON、GaN：ZnO或者BiVO₄。

進一步，所述可見光催化劑為TaON，步驟S1包括以下步驟：

S1.1：將Ta₂O₅和載體用研磨的方法均勻混合；

S1.2：將步驟S1.1得到的混合物置于剛玉方舟里，然后放入真空管式高溫爐中；

S1.3：將NH₃以80～100mL/min的流速連續地注入到步驟S1.2得到的真空管式高溫爐中，得到負載的TaON光催化材料；NH₃注入真空管式高溫爐的過程中，真空管式高溫爐的煅燒溫度為850～950℃，NH₃注入時間為3～15小時。

進一步，所述步驟S1.3中，先將NH₃通入含水的集氣瓶，然后將集氣瓶中收集的NH₃以80～100mL/min的流速連續地注入到步驟S1.2得到的真空管式高溫爐中，得到負載的TaON光催化材料。

進一步，所述可見光催化劑為GaN：ZnO，步驟S1包括以下步驟：

S1.1：將Ga₂O₃的粉末和ZnO的粉末用球磨的方法均勻混合，其中，Ga₂O₃和ZnO的摩爾比為1:2；

S1.2：將步驟S1.1得到的混合物與載體用球磨的方法均勻混合；

S1.3：將步驟S1.2得到的混合物在通入NH₃的馬弗爐中于850～950℃的條件下加熱6～15h，得到負載的GaN:ZnO光催化材料；其中，NH₃的流速為80～100mL/min。

進一步，所述可見光催化劑為BiVO₄，步驟S1包括以下步驟：

S1.1：將2mmol BiCl₃或Bi(NO₃)₃加入到100mL的蒸餾水中并進行溫和攪拌，生成白色沉淀，得到懸濁液；

S1.2：向步驟S1.1得到的懸濁液中加入2mmol NH₄VO₃，再加入0.5mL 1M乙醇胺的水溶液，磁力攪拌均勻；