[發明專利]光催化劑及制備方法

在審

• 申請號: 201910580003.X
• 申請日: 2019-06-28
• 公開（公告）號: CN110327915A
• 公開（公告）日: 2019-10-15
• 發明（設計）人: 王晟;王騊;丁文鵬
• 申請（專利權）人: 杭州同凈環境科技有限公司
• 主分類號: B01J23/34
• 分類號: B01J23/34;B01J35/02;C02F1/30;C02F101/38
• 代理公司: 杭州華進聯浙知識產權代理有限公司 33250
• 代理人: 趙潔修

本發明涉及一種光催化劑及制備方法，所述制備方法包括以下步驟：將錳源溶液與表面活性劑溶液混合，得到第一混合液；使所述第一混合液中的錳源形成二氧化錳，得到第二混合液；將所述第二混合液與鈦源溶液混合，使鈦源與水、表面活性劑反應形成二氧化鈦，所述二氧化錳負載于所述二氧化鈦的部分表面，所述二氧化錳與所述二氧化鈦呈非對稱結構，形成預制品，得到第三混合液；將所述第三混合液進行水熱反應，使所述預制品中的二氧化鈦的晶型轉變為銳鈦礦型，得到光催化劑。該制備方法工藝簡單、產品形貌可控、條件溫和且易于控制，生產成本低廉，可進行規模化生產，此外，通過上述制備方法得到的光催化劑在可見光下可有效降解羅丹明B。

技術領域

本發明涉及光催化材料技術領域，特別是涉及一種光催化劑及制備方法。

背景技術

納米二氧化鈦光催化劑由于其化學穩定性強、價格低、無毒等特點被認為是環境友好的光催化劑，廣泛應用于廢水處理、空氣治理、抗菌、自清潔等領域。但是二氧化鈦屬于寬禁帶半導體(一般為3.0eV～3.2eV)，只能吸收波長小于400nm的紫外光，限制了用作光催化劑的二氧化鈦的應用。

通過二氧化錳與二氧化錳材料復合的材料可以有效改變對可見光的響應，但是，常規的復合技術手段中，制備二氧化鈦/二氧化錳的復合光催化劑的制備方法通常對反應條件要求苛刻，復合材料的制備方法生產效率不高，且制備出的復合光催化劑形貌不可控，對可見光響應的光催化性能欠佳，制備方法的可重復性不佳。

因此制備形貌均一、性能穩定且對可見光響應的二氧化鈦/二氧化錳的復合光催化劑在實際應用中具有重要意義。

發明內容

基于此，有必要針對上述的問題，提供一種光催化劑及制備方法，該制備方法工藝簡單、條件易控、可重復性好且易達到規模化生產。

一種光催化劑的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

將錳源溶液與表面活性劑溶液混合，得到第一混合液；

使所述第一混合液中的錳源形成二氧化錳，得到第二混合液；

將所述第二混合液與鈦源溶液混合，使鈦源與水、表面活性劑反應形成二氧化鈦，所述二氧化錳形成于所述二氧化鈦的部分表面，所述二氧化錳與所述二氧化鈦呈非對稱結構，形成預制品，得到第三混合液；

將所述第三混合液進行水熱反應，使所述預制品中的二氧化鈦的晶型轉變為銳鈦礦型，得到光催化劑。

進一步地，所述水熱反應的溫度為140℃～200℃，時間為2h～4h。

進一步地，采用紫外光照射所述第一混合液，以使所述第一混合液中的錳源形成二氧化錳。

進一步地，所述紫外光的光強度為5000Lux～10000Lux，照射時間為0.5h～5h。

進一步地，將所述第二混合液與鈦源溶液混合后，于紫外光下照射1h～10h。

進一步地，所述鈦源溶液加入所述第二混合液中，所述鈦源溶液的加入速度為0.8mL/min～100mL/min。

進一步地，所述第一混合液中，錳源與表面活性劑的質量比為(0.01～0.1):(1～5)。

進一步地，錳源與鈦源的質量比為(0.01～0.1)：(0.95～48)。

進一步地，所述錳源溶液包括高錳酸鉀溶液，所述表面活性劑溶液包括聚乙二醇溶液、十二烷基三甲基溴化銨溶液、十二胺溶液中的至少一種，所述鈦源溶液包括異丙醇鈦溶液、鈦酸四丁酯溶液中的至少一種。

本發明還提供一種光催化劑，所述光催化材料如上述的制備方法制得，所述光催化劑包括二氧化鈦以及負載于所述二氧化鈦部分表面的二氧化錳，所述二氧化錳與所述二氧化鈦呈非對稱結構，所述二氧化鈦的晶型為銳鈦礦型。