[發明專利]鋁-二氧化硅-二氧化鈦復合光催化劑及其制備方法

在審

• 申請號: 202010743843.6
• 申請日: 2020-07-29
• 公開（公告）號: CN111774049A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 徐銘澤;張挺聳;劉靜;李金華
• 申請（專利權）人: 長春理工大學
• 主分類號: B01J21/08
• 分類號: B01J21/08;B01J35/02;B01J35/08;B01J35/10;C02F1/30;C02F101/38
• 代理公司: 長春眾邦菁華知識產權代理有限公司 22214
• 代理人: 王丹陽

1.一種鋁-二氧化硅-二氧化鈦復合光催化劑，以TiO₂作為寬禁帶半導體材料，以SiO₂層作為電子阻擋層，其特征在于，SiO₂層包覆于Al納米粒子表面，Al納米粒子的粒徑為50nm～100nm，SiO₂層的層厚為5nm～10nm，在SiO₂層表面布滿TiO₂納米粒子，TiO₂納米粒子的粒徑為5nm～20nm。

2.一種鋁-二氧化硅-二氧化鈦復合光催化劑制備方法，其特征在于：

(1)將Al納米粒子加入乙醇和水混合溶液中，經超聲分散處理后得到Al納米粒子懸濁液；

(2)向所述Al納米粒子懸濁液中加入半胱氨酸，經攪拌后得到表面修飾的Al納米粒子懸濁液；

(3)向表面修飾的Al納米粒子懸濁液中滴加正硅酸四乙酯的乙醇溶液，滴加完畢后攪拌，在Al納米粒子表面生成SiO₂層，獲得包覆SiO₂層的Al納米粒子懸濁液；

(4)向包覆SiO₂層的Al納米粒子懸濁液中加入谷胱甘肽，攪拌后再加入TiO₂納米粒子，繼續攪拌獲得Al-SiO₂-TiO₂復合光催化劑懸濁液，再以離心甩干方式除去上清液，得到鋁-二氧化硅-二氧化鈦復合光催化劑。

3.根據權利要求2所述的鋁-二氧化硅-二氧化鈦復合光催化劑制備方法，其特征在于，

(1)將10mg～30mg的Al納米粒子加入30mL乙醇和水混合溶液中，乙醇、水的體積比為4:1～5:1，使用超聲波細胞粉碎機超聲分散處理20min～40min，得到Al納米粒子懸濁液；

(2)向所述Al納米粒子懸濁液中加入44.9mg～134.7mg半胱氨酸，在30℃～40℃的溫度下，以500r/min～1500r/min的轉速攪拌15min～20min，再加入10mg～50mg的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，繼續在所述溫度下以所述轉速攪拌15min～20min，得到表面修飾的Al納米粒子懸濁液；

(3)將0.2mL～1mL的正硅酸四乙酯(TEOS)溶解到5mL的無水乙醇中獲得正硅酸四乙酯乙醇溶液；先向表面修飾的Al納米粒子懸濁液中加入1mL的NH₃·H₂O溶液；再向表面修飾的Al納米粒子懸濁液中以20s/mL～60s/mL的速率滴加所述正硅酸四乙酯的乙醇溶液；滴加完畢后在20℃～30℃的溫度下，以500r/min～600r/min的轉速攪拌6h～10h，在Al納米粒子表面生成SiO₂層，獲得包覆SiO₂層的Al納米粒子懸濁液；

(4)向包覆SiO₂層的Al納米粒子懸濁液中加入44.5mg～134.5mg的谷胱甘肽，在30℃～40℃的溫度下，以500r/min～1500r/min的轉速攪拌15min～20min；然后再加入29.6mg～88.9mg的TiO₂納米粒子，繼續在所述溫度下以所述轉速攪拌15min～20min，獲得Al-SiO₂-TiO₂復合光催化劑懸濁液，再以5000r/min～6000r/min的轉速離心甩干5min～10min，除去上清液，得到鋁-二氧化硅-二氧化鈦復合光催化劑。