[發(fā)明專利]一種高效鈦基光催化劑的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911240090.0
• 申請(qǐng)日: 2019-12-06
• 公開（公告）號(hào): CN110860282A
• 公開（公告）日: 2020-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宇爾青
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 紹興市梓昂新材料有限公司
• 主分類號(hào): B01J21/06
• 分類號(hào): B01J21/06;C02F1/30;B01D53/86;B01D53/72
• 代理公司: 紹興市寅越專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33285
• 代理人: 陳彩霞

本發(fā)明屬于光催化領(lǐng)域，具體涉及一種高效鈦基光催化劑的制備方法，包括如下步驟：步驟1，將基材依次放入蒸餾水和無水乙醇中超聲清洗20?30min，烘干得到潔凈的基材；步驟2，將聚乙烯醇加入至蒸餾水中攪拌均勻，得到聚乙烯醇液，然后將基材浸漬在聚乙烯醇液內(nèi)，取出烘干后得到聚乙烯醇膜；步驟3，將納米一氧化鈦粉末噴灑在聚乙烯醇膜表面，然后表面噴灑鈦酸正丁酯，得到多膜基材；步驟4，將多膜基材放入燒結(jié)釜中密封燒結(jié)2?5h，得到鈦基光催化膜。本發(fā)明解決了現(xiàn)有納米二氧化鈦電子產(chǎn)率低的問題，利用一氧化鈦的氧缺性，與鈦酸正丁酯轉(zhuǎn)化的二氧化鈦形成多鈦結(jié)構(gòu)，提升表面二氧化鈦的活性，有效的提升了光催化效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光催化領(lǐng)域，具體涉及一種高效鈦基光催化劑的制備方法。

背景技術(shù)

二氧化鈦(TiO₂)由于其具有化學(xué)惰性、良好的生物兼容性、較強(qiáng)的氧化能力以及抗化學(xué)腐蝕的能力，且價(jià)格低廉，在能量轉(zhuǎn)換、廢水處理、環(huán)境凈化、傳感器、涂料、化妝品、催化劑、填充劑等諸多領(lǐng)域都引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的高度關(guān)注。尤其作為一種性能優(yōu)良的N型半導(dǎo)體材料，可以充分利用太陽能，既節(jié)能又環(huán)保，是當(dāng)前應(yīng)用前景最為廣闊的一種納米功能材料。雖然二氧化鈦是一種有潛質(zhì)的光催化劑，但是寬帶隙(銳鈦礦約為3.2eV，金紅石約為3.0eV)使得TiO₂只能被占太陽光5％的波長(zhǎng)較短的紫外線(λ﹤387nm)激發(fā)，同時(shí)，光激發(fā)產(chǎn)生的電子和空穴極易復(fù)合，導(dǎo)致吸收光的量子產(chǎn)率很低，這大大阻礙了二氧化鈦這種光催化劑的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供一種高效鈦基光催化劑的制備方法，解決了現(xiàn)有納米二氧化鈦電子產(chǎn)率低的問題，利用一氧化鈦的氧缺性，與鈦酸正丁酯轉(zhuǎn)化的二氧化鈦形成多鈦結(jié)構(gòu)，提升表面二氧化鈦的活性，有效的提升了光催化效率。

為實(shí)現(xiàn)以上技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種高效鈦基光催化劑的制備方法，包括如下步驟：

步驟1，將基材依次放入蒸餾水和無水乙醇中超聲清洗20-30min，烘干得到潔凈的基材；

步驟2，將聚乙烯醇加入至蒸餾水中攪拌均勻，得到聚乙烯醇液，然后將基材浸漬在聚乙烯醇液內(nèi)，取出烘干后得到聚乙烯醇膜；

步驟3，將納米一氧化鈦粉末噴灑在聚乙烯醇膜表面，然后表面噴灑鈦酸正丁酯，得到多膜基材；

步驟4，將多膜基材放入燒結(jié)釜中密封燒結(jié)2-5h，得到鈦基光催化膜。

所述步驟1中的超聲清洗的頻率為50-80kHz，溫度為40-50℃，烘干的溫度為100-120℃。

所述步驟2中的聚乙烯醇在蒸餾水中的濃度為20-40g/L，攪拌均勻的攪拌速度為1000-1500r/min，烘干的溫度為100-120℃。

所述步驟3中的納米一氧化鈦采用粉末噴霧法均勻涂覆在聚乙烯醇膜表面，噴霧量為0.1-0.3g/cm²。

所述步驟3中的鈦酸正丁酯的噴灑量為0.7-1.5mL/cm²，溫度為5-10℃。

所述步驟4中的密封燒結(jié)的密封環(huán)境為氮?dú)猸h(huán)境，燒結(jié)溫度為280-300℃。

從以上描述可以看出，本發(fā)明具備以下優(yōu)點(diǎn)：

1.本發(fā)明解決了現(xiàn)有納米二氧化鈦電子產(chǎn)率低的問題，利用一氧化鈦的氧缺性，與鈦酸正丁酯轉(zhuǎn)化的二氧化鈦形成多鈦結(jié)構(gòu)，提升表面二氧化鈦的活性，有效的提升了光催化效率。

2.本發(fā)明利用聚乙烯醇作為粘合劑，將一氧化鈦固化在基材上，同時(shí)高溫?zé)Y(jié)過程中形成縮聚，產(chǎn)生的水分子能夠與鈦酸正丁酯形成水解反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為納米二氧化鈦。