[發明專利]一種還原二氧化鈦微球負載磷酸銻粉體及其制備方法

在審

• 申請號: 201711489363.6
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108339557A
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發明（設計）人: 馬開梅;何平偉;張松利
• 申請（專利權）人: 興化市精密鑄鍛造產業研究院有限公司
• 主分類號: B01J27/186
• 分類號: B01J27/186;B01J35/08;C02F1/30
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本發明公開了一種還原二氧化鈦微球負載磷酸銻復合光催化劑的制備方法及其在環境污染物治理領域的應用，屬于材料制備及光催化研究領域。該催化劑的特點有：具有3維的形貌特征，由3維結構的還原二氧化鈦微球與磷酸銻納米粒子復合而成。在制備光催化劑過程中，采用工藝簡單的水熱法合成出還原二氧化鈦微球負載磷酸銻復合光催化劑。在磷酸銻和還原二氧化鈦中氧空位的共同作用下，還原二氧化鈦微球負載磷酸銻復合光催化劑表現出高的光催化性能，促進了TiO₂光催化劑的應用。

技術領域

本發明屬于材料合成與光催化技術領域，主要涉及一種還原二氧化鈦微球負載磷酸銻復合光催化劑的制備及其光催化活性的研究。

背景技術

隨著人們環境保護意識的增強，水污染的問題已受到越來越多的關注。傳統的污水處理方法已經滿足不了人們的要求。尋找出一種清潔，高效，節能環保的污水處理方法，成了人們研究的熱點方向。

自1972年首次發現TiO₂具有光催化活性以來，光催化技術的研究一直是材料領域的熱點方向。光催化技術憑借其節能環保、無二次污染等優點為污水的處理提供了一個非常好的解決途徑。半導體光催化材料可以利用取之不盡、用之不竭的太陽能處理空氣中或者水中有毒有害物質,改善環境,達到資源利用生態化的目的。目前，各種不同的半導體光光催化劑材料被廣泛研究，如ZnO,g-C₃N₄等，但是TiO₂憑借其材料來源廣泛，價格低廉，無生物毒性等優點成為光催化研究的主要材料，并且開發出多種產品應用于實際生活中。

但是, TiO₂光催化劑也存在著一些缺陷，例如，其只能吸收太陽光中的紫外光，太陽光利用率低；對降解底物的吸附性能差；量子效率偏低,并且具有高得光生電子-空穴復合速率，這些缺陷都阻礙了其實際應用。在這種背景下,如何提高TiO₂的光催化效率和拓寬其光相應范圍，成了TiO₂光催化劑的研究重點。至今為止,各種方法已經被用來提高其量子效率和擴展其光相應范圍,如:金屬離子摻雜和非金屬離子摻雜、半導體復合化等。但是,上述方法改性后二氧化鈦的光催化效率、穩定性以及在實際應用中的反復使用性受到了一定的限制。

近年來，還原二氧化鈦由于存在氧空位，使其具有可見光催化活性，吸引了人們的廣泛注意。但是，其光催化活性仍滿足不了實際應用的要求。本發明制備出微球狀還原二氧化鈦，并用磷酸銻與之復合，形成3維結構，有效地提高了還原二氧化鈦的可見光利用率和光催化活性。

發明內容

本發明的目的是制備出具有高的可見光利用率和高催化活性的TiO₂基復合光催化劑，并且其催化循環穩定性高，推進TiO₂的實際應用。

為實現本發明目的采用如下技術方案：

以抗壞血酸作為還原劑，制備出還原二氧化鈦，并且利用磷酸銻半導體材料與之復合，制備出還原二氧化鈦微球負載磷酸銻復合光催化劑。在磷酸銻和氧空位的作用下，提高二氧化鈦的可見光催化活性。

一種還原二氧化鈦微球負載磷酸銻復合光催化劑的制備，其特征步驟如下：

（1）稱取一定量抗壞血酸溶于50mL乙醇中；

（2）量取2mL三氯化鈦溶液于上述溶液中，磁力攪拌均勻；

（3）稱取適量SbCl₃溶于(2)溶液中,攪拌均勻；

（4）加入適量KH₂PO₄到上述溶液，攪拌均勻；

（5）將步驟（4）溶液放入高壓反應釜中，進行水熱反應。將反應完全的樣品離心洗滌，干燥后研磨即得到樣品。

步驟(1)中抗壞血酸濃度為20g/L。