[發明專利]一種具有光響應開關、自指示性的光催化體系及制備方法和應用

有效

• 申請號: 201910388040.0
• 申請日: 2019-05-10
• 公開（公告）號: CN110075930B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 陳超;趙玉婷
• 申請（專利權）人: 華東師范大學
• 主分類號: B01J31/38
• 分類號: B01J31/38;B01J31/26;C08L23/06;C08L25/06;C08L77/02;C08L23/12;C08L29/04;C08L71/02;C08L3/02;C08L1/28;C08K9/02;C08K3/22;C08K3/02;C08K3/16
• 代理公司: 上海藍迪專利商標事務所(普通合伙) 31215
• 代理人: 徐筱梅;張翔

1.一種具有光響應開關、自指示性的光催化體系，其特征在于，該光催化體系由下述原料組成，按重量份計：

1）1份光催化劑；所述光催化劑由以下一種或數種光催化劑組成：

紫外光響應的TiO₂、ZnO、NiO、SrTiO₃、KTaO₃、K₄Nb₆O₁₇和BaTiO₃；

可見光響應的改性TiO₂、改性ZnO、SiC和CdSe；

含有以下一種或數種元素的氧化物：Fe、W、Bi、Ti、Ce、Cu、In、Ca、Y、Mo和V；

含有以下一種或數種元素的硫化物：Mo、Ag、In、Cd、Ce和Cu；

含有以下一種或數種元素的氮化物：Ta、O、C、La和Ti；

2）0.01-10份光催化劑光生電子-空穴消耗劑；所述光催化劑光生電子-空穴消耗劑為可逆氧化還原電對或光生電子-空穴對捕獲劑；

3）0.00-20份光生電子-空穴消耗劑絡合物；所述光生電子-空穴消耗劑絡合物包括淀粉和金屬離子螯合劑；其中：

所述光響應開關，是在初始太陽光光照下，光催化體系內光催化劑光生電子-空穴消耗劑發揮抑制光催化劑光催化活性的作用，使得光催化劑即使在光照下產生光生電子-空穴對，也無法對光催化體系外物質發揮光催化活性；經過0.5小時-90天的光照后，光催化體系內光生電子-空穴消耗劑失效，光催化劑產生的光生電子-空穴對能夠對光催化體系外物質發揮光催化作用；

所述自指示性，是光催化體系無法對體系外物質發揮光催化活性時，具有以下一種顏色：棕色、紫色、褐色、橙色、黃色、綠色、藍色、藍紫色或紫紅色，在太陽光光照0.5小時-90天后，光催化體系顏色變化為以下一種顏色：藍黑色、橙紅色、紅色、黃色、藍紫色或白色，顏色變化后的光催化體系具有對體系外物質發揮光催化活性作用；

所述TiO₂包括銳鈦礦、金紅石、板鈦礦和無定型；所述ZnO包括六角纖鋅礦結構、立方閃鋅礦結構、立方巖鹽結構和無定型；所述的改性TiO₂、改性ZnO，是由金屬元素改性、非金屬元素改性、金屬元素/非金屬元素共改性、染料敏化一種或數種改性方法改性；TiO₂和ZnO能夠為粉末狀、塊體狀、薄膜狀或溶膠狀，也能夠為納米線、納米管、納米球或納米不規則形狀；

所述含有一種或數種元素的氧化物包括：Fe₂O₃、WO₃、Bi₄Ti₃O₁₂、Ce₂O₃、Cu₂O、In₂O₃、CaFe₂O₄、YFeO₃、BiMoO₆、BiVO₄和InVO₄；所述含有一種或數種元素的硫化物包括： MoS₂、AgIn₅S₅、CdS、Ce₂S₃、CuIn₅S₂和In₂S₃；所述含有一種或數種元素的氮化物包括：TaON、C₃N₄、Ta₃N₅和LaTiO₂N；

所述可逆氧化還原電對包括：I₃^-/I^-、I₂/I^-和Fe²⁺/Fe³⁺；所述光生電子-空穴對捕獲劑包括：AgNO₃-甲酸、AgNO₃-三乙醇胺和KBrO₃-碳酸氫鈉；

所述金屬離子螯合劑包括：2,4,6-三(2-吡啶基)三嗪和紅菲繞啉二磺酸二鈉鹽水合物；

所述光催化體系采用層層修飾法、共沉積法或光催化劑溶膠法制備得到。