[發明專利]一種可見光光催化劑材料的制備方法

在審

• 申請號: 201810005724.3
• 申請日: 2018-01-03
• 公開（公告）號: CN108187652A
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發明（設計）人: 蔡少華;南龍炫
• 申請（專利權）人: 深圳市創榮世紀科技有限公司
• 主分類號: B01J23/06
• 分類號: B01J23/06;B01D53/86;B01D53/58;B01D53/72
• 代理公司: 深圳市中科創為專利代理有限公司 44384
• 代理人: 譚雪婷;高早紅

本發明公開一種可見光光催化劑材料的制備方法，包括：在第一金屬載體表面鍍一層用于摻雜的目標金屬，得到第二金屬載體；使用含鈦元素的化合物制備含鈦元素的溶膠；將含鈦元素的溶膠涂覆在第二金屬載體上，第三金屬載體；將第三金屬載體進行真空熱處理，在熱處理后的第三金屬載體上得到摻雜了目標金屬元素的二氧化鈦光催化劑。本發明的方法制備的摻雜目標金屬元素的二氧化鈦光催化劑，無需專門的離子注入設備，工藝簡單，制造的時間較短，有利于工業化，有利于降低制造成本；同時，目標金屬在二氧化鈦光催化劑中摻雜均勻。

技術領域

本發明涉及光催化劑材料制備方法，尤其涉及一種可見光光催化劑材料的制備方法。

背景技術

光催化劑是指對于照射可見光或紫外線等光的情況，通過變化表面的化學狀態，從而，促進化學反應的催化功能的物質。代表性的光催化劑物質，熟知的有二氧化鈦(TiO₂)、氧化錫(SnO₂)、氧化鐵(Fe₂O₃)、三氧化鎢(WO₃)、氧化鋅(ZnO)、硫化鎘(CdS)等。在向光催化劑物質的表面照射光時，生成電子-空穴對，并生成羥基自由基、超氧陰離子等自由基物質，所生成的自由基物質執行去除各種有害物質、殺菌、滅菌等功能。

在上述光催化劑物質中，二氧化鈦的活性優異，且化學穩定性與對人體無害等優點，在380nm以下的紫外線的環境中，顯示優秀的光催化劑特性。但二氧化鈦在占據太陽光的大部分的可見光中，作為催化劑的效率低。

因此，為了改善二氧化鈦在可見光中作為催化劑的高效率，可向二氧化鈦光催化劑中摻雜氮(N)、硫(S)、碳(C)。但是，通過現有技術制造的摻雜氮(N)、硫(S)、碳(C)的二氧化鈦在被長時間照射光時，所摻雜的氮(N)、硫(S)、碳(C)易從二氧化鈦中脫離，摻雜氮(N)、硫(S)、碳(C)的二氧化鈦穩定性差。

為將二氧化鈦光催化劑的激發能量降低至可見光區域的能量，可向二氧化鈦光催化劑中摻雜鉻(Cr)、釩(V)、錳(Mn)、釹(Nd)、銻(Sb)、錫(Sn)等過渡元素離子。但為了摻雜過渡元素離子，須使用離子注入等高價設備，而且工藝復雜繁瑣，不利于工業化。

為制造摻雜鉻(Cr)、釩(V)、錳(Mn)、釹(Nd)、銻(Sb)、錫(Sn)等過渡元素離子的二氧化鈦光催化劑，可采用水熱合成方法。水熱合成方法是指將包含水與要摻雜的金屬離子的混合物進行組合而投入至水熱合成器，在高溫與高壓環境下，合成摻雜金屬離子的光催化劑，之后，經過通過離心分離器等的粒子清洗干燥而制造的方法。但是，水熱合成方法存在制造時間長，而且過渡元素離子摻雜的均勻性不能保證。

因此，現有技術存在缺陷，需要改進。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種可見光光催化劑材料的制備方法，減少制造時間，保證金屬離子摻雜均勻。

本發明的技術方案如下：提供一種可見光光催化劑材料的制備方法，包括以下步驟：

S1：在第一金屬載體表面鍍一層用于摻雜的目標金屬，得到第二金屬載體；使用含鈦元素的化合物制備含鈦元素的溶膠。

S2：將含鈦元素的溶膠涂覆在第二金屬載體上，得到第三金屬載體。

S3：將第三金屬載體進行真空熱處理，在熱處理后的第三金屬載體上得到摻雜了目標金屬元素的二氧化鈦光催化劑。

進一步地，所述步驟S1還包括對第一金屬載體進行前處理和對第二金屬載體進行后處理；所述前處理包括：先用堿溶液對第一金屬載體進行清洗，再用水清洗，然后用酸溶液進行蝕刻，再次用水清洗；所述后處理包括：用水將第二金屬載體清洗，然后干燥。

進一步地，所述第一金屬載體為泡沫金屬。