[發明專利]一種泡沫鈦合金光陽極的光催化層原位改性方法

在審

• 申請號: 201910913452.1
• 申請日: 2019-09-25
• 公開（公告）號: CN110565146A
• 公開（公告）日: 2019-12-13
• 發明（設計）人: 白力靜;周倩;辛童;趙奔;李明;張佳樂
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: C25D11/26
• 分類號: C25D11/26;C25B11/03;C25B11/06;C25B11/10;C25B1/04
• 代理公司: 61214 西安弘理專利事務所
• 代理人: 韓玙

本發明公開了一種泡沫鈦合金光陽極的光催化層原位改性方法，具體按照以下步驟實施：步驟1、對泡沫鈦合金光陽極表面預處理；步驟2、將預處理后的泡沫鈦合金光陽極在混合電解液體系中進行微弧氧化處理；步驟3、對步驟2得到的泡沫鈦合金光陽極退火處理，完成對泡沫鈦合金光陽極的光催化層原位改性，解決了現有技術中存在的TiO₂光催化層對太陽光的利用率低的問題。

技術領域

本發明屬于光電催化水處理技術領域，涉及一種泡沫鈦合金光陽極的光催化層原位改性方法。

背景技術

目前，二氧化鈦常被用于光陽極表面的光催化層，但是二氧化鈦(TiO₂)光催化層存在一些問題，大大限制了二氧化鈦(TiO₂)光催化層的進一步應用，由于光催化過程中光生電子和空穴極易發生復合，使轉移到表面吸附物種上的電子和空穴數量大為減少，使得TiO₂光催化層量子產率偏低，由于其禁帶寬度為3.2eV，只能被波長小于388nm的近紫外光(占太陽光譜總能量的4％左右)激發，太陽光可響應光波范圍太窄，使得TiO₂光催化層對太陽光的利用率低。

發明內容

本發明的目的是提供一種泡沫鈦合金光陽極的光催化層原位改性方法，解決了現有技術中存在的TiO₂光催化層對太陽光的利用率低的問題。

本發明所采用的技術方案是，一種泡沫鈦合金光陽極的光催化層原位改性方法，具體按照以下步驟實施：

步驟1、對泡沫鈦合金光陽極表面預處理；

步驟2、將預處理后的泡沫鈦合金光陽極在混合電解液體系中進行微弧氧化處理；

步驟3、對步驟2得到的泡沫鈦合金光陽極退火處理，完成對泡沫鈦合金光陽極的光催化層原位改性。

本發明的特點還在于：

步驟1具體為：將泡沫鈦合金光陽極表面進行去脂、除油處理，然后使用去離子水沖洗，并使用吹風機烘干，得到預處理后的泡沫鈦合金光陽極。

步驟2具體按照以下步驟實施：

步驟2.1、配置混合電解液，將步驟1處理后的泡沫鈦合金光陽極置于混合的電解液體系中；

步驟2.2、對步驟2.1中的泡沫鈦合金光陽極進行微弧氧化，微弧氧化過程中持續對混合電解液通入壓縮空氣，保持電解液溫度不高于30℃，氧化處理后，將泡沫鈦合金光陽極在去離子水中清洗，烘干后冷卻，使泡沫鈦合金光陽極得到TiO₂基涂層薄膜。

步驟2.2中微弧氧化的電源模式為恒流電源模式或恒壓電源模式，電參數為：正向電壓為400V～650V、負向電壓為0～80V、正向電流密度為2A/dm²～15A/dm²、負向電流密度為0A/dm²～10A/dm²、正向頻率為800Hz～3000Hz、負向頻率為200Hz～2000Hz、正向級數0～20、負向級數0～10、氧化時間為3min～15min。

步驟3中退火處理的條件為：溫度350℃～650℃。

步驟2中混合電解液體系為向電解液中添加添加劑制得，電解液的濃度為10～35g/L，添加劑的濃度為0～15g/L，電解液為磷酸鹽、硅酸鹽和碳酸鹽的一種或兩種混合物，添加劑為釩酸鹽、偏釩酸鹽和鎢酸鹽的一種或多種。

步驟2中混合電解液體系的pH值為6～14。