[發明專利]一種銪摻雜多孔TiO2

在審

• 申請號: 202011603419.8
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112717915A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 張紅蘭
• 申請（專利權）人: 張紅蘭
• 主分類號: B01J23/10
• 分類號: B01J23/10;B01J21/06;B01J35/10;B01J37/10;C02F1/30;C02F1/72;C02F101/30;C02F101/34;C02F101/36;C02F101/38
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本發明涉及光催化脫硫技術領域，且公開了一種銪摻雜多孔TiO₂負載CeO₂光催化降解材料，水熱合成銪摻雜二氧化鈦，銪摻雜進二氧化鈦晶格中，拓寬了吸收光譜范圍，水合肼電離出氫氧負離子，與二氧化鈦反應，生成鈦羥基，生成銪摻雜多孔二氧化鈦，水熱法合成氧化鈰納米花，甲酸鈰和氧化鈰核自組裝并聚集，形成氧化鈰納米花，受到光輻射時，氧化鈰和二氧化鈦受到激發產生電子和空穴，氧化鈰的電子轉移到二氧化鈦的導帶上，二氧化鈦的空穴遷移到氧化鈰的價帶上，空穴與水分子反應生成羥基自由基，電子與氧氣反應生成超氧、羥基自由基，將有機污染物氧化成二氧化碳和水，從而達到降解有機污染物的目的。

技術領域

本發明涉及光催化降解材料技術領域，具體為一種銪摻雜多孔TiO₂負載CeO₂納米花光催化降解材料及制法。

背景技術

納米氧化鈰作為稀土氧化物中的一員，具有獨特的光、電和磁性，被廣泛應用于發光材料、紫外吸收材料和電子陶瓷等領域，成為研究熱點，同時氧化鈰具有良好的儲放氧能力，可以提供良好的電子轉移軌道，使得其在光催化降解有機污染物領域有著較大的研究意義，傳統的氧化鈰比表面積較小，對光能的接受效率不足，而且較小的比表面積導致其與羅丹明B、甲基橙等有機污染物的反應接觸面積較小，不足以發揮出氧化鈰優異的光催化性能，因此需要對氧化鈰進行形貌改進，提高比表面積，加大氧化鈰的光能利用率和與反應物的接觸面積，從而提高其光催化降解性能。

二氧化鈦具有無毒、難溶和高活性等優點，在光催化降解有機污染物淋雨展現出巨大的應用前景，但是傳統的二氧化鈦比表面積較小，太陽光利用率低，光生電子和空穴對容易復合等眾多缺點，使得其在光催化降解有機物領域的應用受到了較大程度的限制，因此需要對二氧化鈦進行改性，如雜原子摻雜、與其他半導體如氧化鈰等形成異質結型復合光催化劑，拓寬二氧化鈦吸收光譜范圍，抑制光生電子和空穴的復合，使其充分利用太陽能，同時利用氧化鈰良好的儲放氧能力，提高光催化劑的結構穩定性，增強復合材料的氧化還原能力，提高了二氧化鈦的光催化降解羅丹明B、甲基橙等有機污染物的活性。

(一)解決的技術問題

針對現有技術的不足，本發明提供了一種銪摻雜多孔TiO₂負載CeO₂光催化降解材料及制法，解決了二氧化鈦光催化降解性能較差的問題。

(二)技術方案

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種銪摻雜多孔TiO₂負載CeO₂光催化降解材料，所述銪摻雜多孔TiO₂負載CeO₂光催化降解材料制備方法包括以下步驟：

(1)向圓底燒瓶中加入去離子水、硫酸鈦和硝酸銪，攪拌均勻后轉移至反應釜內，置于烘箱中，在160-200℃下反應45-60h，產物冷卻后洗滌并干燥，得到銪摻雜二氧化鈦納米晶；

(2)向圓底燒瓶中加入去離子水、銪摻雜二氧化鈦納米晶和水合肼溶液，磁力攪拌均勻后轉移到反應釜中，在140-160℃下反應45-60h，產物洗滌并干燥后轉移至管式爐中，在420-460℃下煅燒2-6h，得到銪摻雜多孔二氧化鈦；

(3)向圓底燒瓶中加入去離子水、銪摻雜多孔二氧化鈦、三氯化鈰和氯酸鉀，攪拌后加入N,N-二甲基甲酰胺，混合均勻后轉移至反應釜中，置于烘箱內，在160-200℃下反應2-6h，產物離心、洗滌并干燥，得到銪摻雜多孔TiO₂負載CeO₂納米花光催化降解材料。

優選的，所述步驟(1)中的烘箱裝置包括電機，電機與轉軸活動連接，轉軸固定連接有導輪，導輪與轉輪活動連接，轉輪固定連接有固定桿，固定桿與細轉軸固定連接，細轉軸固定連接有烘箱內槽，烘箱裝置內部設置有加熱器。

優選的，所述步驟(1)中的硫酸鈦和硝酸銪的質量比為100:2-4。