[發明專利]摻雜納米二氧化鈦的光催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201810295356.0
• 申請日: 2018-04-04
• 公開（公告）號: CN108786829B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 李超;江昊昕;高天銥;陳夢園;岳文琳
• 申請（專利權）人: 蕪湖職業技術學院
• 主分類號: B01J23/847
• 分類號: B01J23/847;B01J35/00;C02F1/30;C02F101/38;C02F101/36;C02F101/34
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 張苗

本發明公開了一種摻雜納米二氧化鈦的光催化劑及其制備方法，該制備方法包括：1)將六水合硫酸亞鐵銨、偏釩酸鈉、稀土氧化物、銻鹽、無機酸和水進行水熱反應，然后將反應產物進行煅燒以制得摻雜釩酸鐵；2)將鈦酸四丁酯、有機溶劑和摻雜釩酸鐵混合，然后加入無機酸、水進行接觸反應，最后陳化、干燥、熱處理以制得摻雜納米二氧化鈦的光催化劑。該摻雜納米二氧化鈦的光催化劑具有催化環境溫和、催化效率高的優點，同時該制備方法具有工序簡單和原料易得優點。

技術領域

本發明涉及光催化劑，具體地，涉及一種摻雜納米二氧化鈦的光催化劑及其制備方法。

背景技術

半導體光催化技術作為一項新的環境凈化技術越來越為人們所重視,其中光催化劑是光催化過程的關鍵部分。在眾多的光催化劑中，TiO2以優良的抗化學和光腐蝕性能、價格低廉等優點而成為過去幾十年來最重要的光催化劑,然而其實用化研究進程長期以來卻未有較大的突破，主要由于其帶隙較寬,只能利用紫外光和難以回收利用等原因。因此，研究和開發非TiO₂新型光催化體系已成為光催化領域的熱點之一，具有寬廣的前景和挑戰性。

利用TiO₂光催化降解有機污染物是當前光催化領域的研究熱點之一。但由于其帶隙較寬(3.2eV)，對太陽光的利用率低，且光生電子和空穴的復合率高，光催化效率較低，需要紫外光來激發的缺點，很大程度上限制了TiO₂的應用。

發明內容

本發明的目的是提供一種摻雜納米二氧化鈦的光催化劑及其制備方法，該摻雜納米二氧化鈦的光催化劑具有催化環境溫和、催化效率高的優點，同時該制備方法具有工序簡單和原料易得優點。

為了實現上述目的，本發明提供了一種摻雜納米二氧化鈦的光催化劑的制備方法，包括：

1)將六水合硫酸亞鐵銨、偏釩酸鈉、稀土氧化物、銻鹽、無機酸和水進行水熱反應，然后將反應產物進行煅燒以制得摻雜釩酸鐵；

2)將鈦酸四丁酯、有機溶劑和摻雜釩酸鐵混合，然后加入無機酸、水進行接觸反應，最后陳化、干燥、熱處理以制得摻雜納米二氧化鈦的光催化劑。

本發明還提供了一種摻雜納米二氧化鈦的光催化劑，該摻雜納米二氧化鈦的光催化劑通過上述的制備方法制備而得。

在上述技術方案中，本發明首先利用稀土氧化物、銻鹽進行摻雜以制得摻雜釩酸鐵，然后利用摻雜釩酸鐵摻雜以制得摻雜納米二氧化鈦的光催化劑；通過摻雜提高納米材料對太陽光的利用率，進而使得該納米材料在自然光下便可直接光催化，進而使得該光催化反應具有條件溫和和催化效率高的優勢，進而便于TiO₂在光催化方面的應用中的推廣。

本發明的其他特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

具體實施方式

以下對本發明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。

本發明提供了一種摻雜納米二氧化鈦的光催化劑的制備方法，包括：

1)將六水合硫酸亞鐵銨、偏釩酸鈉、稀土氧化物、銻鹽、無機酸和水進行水熱反應，然后將反應產物進行煅燒以制得摻雜釩酸鐵；

2)將鈦酸四丁酯、有機溶劑和摻雜釩酸鐵混合，然后加入無機酸、水進行接觸反應，最后陳化、干燥、熱處理以制得摻雜納米二氧化鈦的光催化劑。

在本發明的步驟1)中，各物料可以在寬的范圍內選擇，但是為了進一步提高催化劑的催化效率、降低光催化激發條件，優選地，在步驟1)中，六水合硫酸亞鐵銨、偏釩酸鈉、稀土氧化物、銻鹽、水的用量比為2mmol：2-3mmol：0.01-0.05mmol：0.03-0.06mmol：30-40mL。