[發(fā)明專利]一種同相結(jié)光催化劑及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910136110.3
• 申請日: 2019-02-25
• 公開（公告）號: CN109731563B
• 公開（公告）日: 2022-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張靜;陳雪冰;周月娥
• 申請（專利權(quán)）人: 遼寧石油化工大學(xué)
• 主分類號: B01J21/06
• 分類號: B01J21/06;B01J23/745;B01J35/02;B01J35/08;C01B3/04;C02F1/30;C02F101/38
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 劉奇

1.一種同相結(jié)光催化劑，包括不同粒徑的同晶相半導(dǎo)體材料，其中小粒徑半導(dǎo)體材料負(fù)載在大粒徑半導(dǎo)體材料的表面；所述大粒徑半導(dǎo)體材料與小粒徑半導(dǎo)體材料的粒徑比為（40~100）：1；

所述大粒徑半導(dǎo)體材料的形狀為梭狀、棒狀和球狀中的一種或多種；

所述小粒徑半導(dǎo)體材料的粒徑為3~50nm；

所述小粒徑半導(dǎo)體材料的負(fù)載量為0.2~20wt%;

所述半導(dǎo)體材料為二氧化鈦、三氧化二鐵。

2.權(quán)利要求1所述的同相結(jié)光催化劑的制備方法，包括：將小粒徑半導(dǎo)體材料負(fù)載到大粒徑半導(dǎo)體材料的表面，得到同相結(jié)光催化劑。

3.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體材料為二氧化鈦時，制備板鈦礦同相結(jié)的方法包括如下步驟：

（1）以滴加的方式，將堿溶液和有機(jī)鈦源混合，水解后得到氫氧化鈦溶膠；

（2）將所述步驟（1）得到的氫氧化鈦溶膠進(jìn)行第一水熱反應(yīng)，得到大粒徑板鈦礦；所述水熱反應(yīng)的溫度為150~250℃，時間為12~36h；

（3）將包括所述步驟（2）得到的大粒徑板鈦礦和氫氧化鈦凝膠的混合物進(jìn)行第二水熱反應(yīng)，得到板鈦礦同相結(jié)。

4.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體材料為二氧化鈦時，制備銳鈦礦同相結(jié)的方法包括如下步驟：

（1）提供包括無水乙醇、乙腈和堿的堿性溶液；提供包括無水乙醇、乙腈和有機(jī)鈦源的鈦源溶液；

（2）采用滴加的方式，將所述步驟（1）中的堿性溶液和鈦源溶液進(jìn)行混合，水解后得到銳鈦礦前驅(qū)體；

（3）將所述步驟（2）得到的銳鈦礦前驅(qū)體進(jìn)行焙燒，得到大粒徑銳鈦礦；所述焙燒的溫度為500℃，時間為2h；

（4）將所述步驟（3）得到的大粒徑銳鈦礦、有機(jī)鈦源和醇的混合物進(jìn)行水熱反應(yīng)，得到銳鈦礦同相結(jié)。

5.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體材料為二氧化鈦時，制備金紅石同相結(jié)的方法包括如下步驟：

（1）將有機(jī)鈦源水溶液進(jìn)行水解反應(yīng)，得到氫氧化鈦溶膠；

（2）將所述步驟（1）得到的氫氧化鈦溶膠進(jìn)行水熱合成，得到大粒徑金紅石；所述水熱合成的溫度為160℃，時間為12h；

（3）將所述步驟（2）得到的大粒徑金紅石與小粒徑銳鈦礦和異丙醇混合，混合后所得固體經(jīng)焙燒得到金紅石同相結(jié)；

所述焙燒的溫度為600~1000℃，焙燒的時間為3~6h。

6.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體材料為三氧化二鐵時，三氧化二鐵同相結(jié)的制備方法包括以下步驟：

（1）將含三價鐵鹽與磷酸鹽的溶液進(jìn)行水熱反應(yīng)，得到大粒徑α-Fe₂O₃；

（2）將所述步驟（1）得到的大粒徑α-Fe₂O₃與二價鐵鹽、三價鐵鹽和水混合，調(diào)節(jié)pH值為堿性后，室溫下攪拌，得到固體料；

（3）將所述步驟（2）得到的固體料進(jìn)行焙燒，得到α-Fe₂O₃同相結(jié)。

7.權(quán)利要求1所述的同相結(jié)光催化劑或者權(quán)利要求2~6任一項所述制備方法制備得到的同相結(jié)光催化劑在光催化分解水或降解羅丹明B中的應(yīng)用。