[發明專利]等離子體改性金屬氧化物和g-氮化碳共修飾二氧化鈦納米棒復合光催化劑及其制備和應用

有效

• 申請號: 201811331293.6
• 申請日: 2018-11-09
• 公開（公告）號: CN109569684B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 張軼;袁晨晨;金東炎;周鴻;王瓊胤;邱瑩波;陳芷仟;王齊;叢燕青
• 申請（專利權）人: 浙江工商大學
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;C02F1/461;C02F101/22;C02F101/34
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 黃平英

本發明公開了一種金屬氧化物和g?氮化碳共修飾二氧化鈦納米棒復合光催化劑及其制備和應用，(1)采用介質阻擋放電等離子體法分別對金屬氧化物和g?C₃N₄進行改性；或對金屬氧化物?g?C₃N₄復合物進行改性；(2)對改性金屬氧化物和改性g?C₃N₄進行分布電沉積或對改性金屬氧化物?g?C₃N₄復合物一步電沉積；(3)電沉積結束后晾干然后在氮氣氛圍下煅燒即得。本發明制備方法簡單易制，制備得到的催化劑實際應用效果穩定高效，能夠協同降解苯酚和重金屬六價鉻混合污染物。

技術領域

本發明涉及一種以介質阻擋放電等離子體輔助法合成金屬氧化物和g-C₃N₄共修飾二氧化鈦納米棒復合光電催化劑的制備方法，屬于光電催化材料技術領域。

背景技術

近年來，光催化技術一直被認為是解決能源問題和環境污染最有潛力的手段。納米TiO₂光催化劑是光催化材料家族中最受矚目的一類，具有高效、化學性質穩定、無毒無害、廉價等優點，自1972年被發現以來，一直是最受關注的光催化劑。

例如，公開號為CN105597723A的中國發明公開了一種負載型TiO₂光催化劑的制備方法，使用TiO₂溶膠中附著無機活性炭，通過馬弗爐煅燒制備產生無機活性炭負載型TiO₂光催化劑。公開號為CN1105032479A的中國發明公開了一種TiO₂光催化劑的制備方法，涉及化工技術領域，本發明的制備方法以天然沸石為載體，以鈦酸四丁酯為前驅物，采用酸催化溶膠-凝膠法制備天然沸石負載型TiO₂光催化劑。

但納米TiO₂在光催化效率和可見光的利用方面仍顯不足，TiO₂的禁帶寬度為3.2eV，只能對太陽光中的占總量不足5％的紫外光進行吸收和利用，而不能充分利用太陽能中的可見光部分，為了解決TiO₂該缺點，研究者們采用了半導體復合、離子摻雜、貴金屬沉積等多種手段進行改性。

g-C₃N₄，因其具有很高的熱穩定性和化學穩定性，以及電子特性，成為目前光催化領域研究的新寵。有學者用化學氣相沉積法和電沉積法將TiO₂和g-C₃N₄復合在一起，獲得了高效的光電催化性質，但是這些現有的催化劑都存在制備方法繁雜、反應條件苛刻或者催化劑性能有待進一步改進的問題。

發明內容

本發明提供一種金屬氧化物和g-氮化碳共修飾二氧化鈦納米棒復合光催化劑及其制備方法和應用，制備方法簡單易制，制備得到的催化劑實際應用效果穩定高效，能夠協同降解苯酚和重金屬六價鉻混合污染物。

一種金屬氧化物和g-C₃N₄共修飾二氧化鈦納米棒復合光催化劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)采用介質阻擋放電等離子體法分別對金屬氧化物和g-C₃N₄進行改性；或采用介質阻擋放電等離子體法對金屬氧化物-g-C₃N₄復合物進行改性；

(2)先以含改性后金屬氧化物的溶液為電沉積液、負載二氧化鈦納米棒的FTO導電玻璃為工作電極、鈦片為對電極、Ag/AgCl電極為參比電極進行電沉積得中間電極，然后再以含g-C₃N₄的溶液為電沉積液、所得中間電極為工作電極、鈦片為對電極、Ag/AgCl電極為參比電極進行電沉積；