[發明專利]一種用于環境污染凈化的有機無機復合光催化劑

有效

• 申請號: 201711320449.6
• 申請日: 2017-12-12
• 公開（公告）號: CN107961803B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 向紅先
• 申請（專利權）人: 北京眾智創新科技開發有限公司
• 主分類號: B01J27/185
• 分類號: B01J27/185
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 席卷

本發明公開了一種用于環境污染凈化的有機無機復合光催化劑的制備方法，包括如下步驟：1）葉狀改性二氧化鈦的制備，2）葉狀改性二氧化鈦表面修飾硅烷偶聯劑KH560,3）光催化劑的制備：將經過步驟2）制備得到的表面修飾的葉狀改性二氧化鈦分散于高沸點溶劑中，然后向其中加入N2?[3,5?二(三氟甲基)苯基]?1,3,5?三嗪?2,4?二胺，在75?85℃下攪拌反應6?8小時，然后離心，依次用乙醚、乙醇分別離心洗滌5?7次，后在50?60℃的真空干燥箱中干燥8?10小時；本發明還公開了根據所述制備方法制備得到的有機無機復合光催化劑；本發明公開的有機無機復合光催化劑可見光響應范圍寬、光催化活性高、穩定性好。

技術領域

本發明屬于環境凈化光催化劑新材料技術領域，涉及一種光催化劑及其制備方法，具體涉及一種具有可見光響應的有機無機復合光催化劑及其制備方法。

背景技術

近年來，隨著社會經濟的快速發展及全球工業化進程的不斷加快，環境污染問題日益嚴重，它們直接或間接地影響著人們的身心健康，如何有效治理環境污染引起了業內廣泛關注。光催化技術，就是在這種形勢下發展起來的一種新型環境治理技術，其是利用紫外光以及可見光對污染物進行光催化降解，是一種綠色高級氧化技術，能利用光反應短時間內將有機污染物轉化為對環境無害的產物。光催化技術具有可直接利用太陽能、二次污染少、反應條件溫和、操作簡便等優點，是一種理想的環境治理、潔凈能源生產技術。

光催化技術的基礎和關鍵材料是光催化劑，光催化劑能直接影響光催化效率。目前，研究最多的光催化劑為以二氧化鈦(TiO₂)為代表的無機半導體材料，其具有光催化效率高、穩定性好、價格低廉等優點。但二氧化鈦的帶隙是3.2eV,只有波長少于385nm的紫外光才能有效地激發，只能在室內或者有紫外燈的地方工作，幾乎不能利用可見光，且其載流子的復合率高，光量子產率低，光催化效率和對太陽光的利用率較低。現有技術中通過摻雜改性二氧化鈦，但其光催化效率通常都較低。

有機光催化劑是一類新型的光催化劑，具有更寬的光譜響應范圍，不但對于紫外波段的太陽光有響應，對可見光波段乃至紅外波段都有良好的響應，極大地拓寬了太陽光譜的利用范圍；但是其回收再利用困難。

因此開發可見光響應范圍寬、光催化活性高、穩定性好的光催化劑成為光催化領域的研究熱點和方向。

發明內容

本發明旨在解決上述問題，提供了一種用于環境污染凈化的有機無機復合光催化劑，該催化劑可見光響應范圍寬、光催化活性高、穩定性好，制造成本低廉。

為實現上述目的，本發明提供以下的技術方案，一種用于環境污染凈化的有機無機復合光催化劑的制備方法，包括如下步驟：

1)葉狀改性二氧化鈦的制備：將乙酸鈦、六氟磷酸鹽二茂鐵和尿素加入到去離子水中，然后逐滴加入氨水直到pH＝9，常溫下攪拌1-2h后，轉移至聚四氟乙烯內襯的高壓反應釜中；將反應釜放入烘箱中，在180-220℃條件下保溫16-22h，最后自然冷卻至室溫；將反應得到的沉淀物依次用有機溶劑和三次水過濾洗滌3-5次，后在50-60℃的真空干燥箱中干燥8-10小時；最后，將所得到的前驅體在馬弗爐中300-400℃煅燒3-4h后即得到葉狀改性二氧化鈦；

2)葉狀改性二氧化鈦表面修飾：將步驟1)中制備得到的葉狀改性二氧化鈦分散于乙醚中，然后向其中加入硅烷偶聯劑KH560，在40-50℃下攪拌反應6-8小時，然后離心，后依次用水、乙醇分別離心洗滌5-7次，最后在50-60℃的真空干燥箱中干燥8-10小時；

3)光催化劑的制備：將經過步驟2)制備得到的表面修飾的葉狀改性二氧化鈦分散于高沸點溶劑中，然后向其中加入N2-[3,5-二(三氟甲基)苯基]-1,3,5-三嗪-2,4-二胺，在75-85℃下攪拌反應6-8小時，然后離心，依次用乙醚、乙醇分別離心洗滌5-7次，后在50-60℃的真空干燥箱中干燥8-10小時；