[發(fā)明專利]一種納米TiO2

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110295025.9
• 申請日: 2021-03-19
• 公開（公告）號: CN113058659A
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發(fā)明（設計）人: 婁永兵;潘迪松
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: B01J31/38
• 分類號: B01J31/38;B82Y30/00;B82Y40/00;C02F1/32;C02F1/72
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 常孟

本發(fā)明公開了一種納米TiO₂/UiO?66復合材料的制備方法與應用，制備方法為分別稱取一定量納米TiO₂與UiO?66，分散在無水乙醇溶液中，超聲處理進行超聲組裝，然后將超聲后的乙醇分散液置于恒溫條件下蒸發(fā)溶劑，得到復合材料。本發(fā)明采用超聲組裝?溶劑蒸發(fā)法將納米TiO₂和UiO?66復合，有利于提升光催化材料的比表面積，提升材料的吸附能力，使污染物富集在光催化劑的周圍，克服了二氧化鈦與污染物接觸不充分的短板，促進了二氧化鈦基光催化與水體中污染物的接觸，同時UiO?66的存在還促進了光生電子空穴的分離，從而大幅度提升了二氧化鈦基光催化劑的光催化降解能。該材料合成方便，經濟成本低，循環(huán)使用性好具有非常好的應用前景。

技術領域

本發(fā)明屬于一種光催化納米材料，尤其涉及一種納米TiO₂/UiO-66復合材料的制備方法與應用。

背景技術

太陽能的利用主要涉及到光效用以及熱效應，在上個世紀七十年代日本科學家Kenichi Honda和Akira Fujishima首次發(fā)現(xiàn)Honda-Fujishima效應以來，利用半導體光催化來開發(fā)新能源和處理環(huán)境污染物的研究也愈來愈多。半導體光催化劑在光照的條件下，當光照的能量大于或者等于其禁帶寬度時，價帶中的電子被激發(fā)躍遷至導帶上，同時價帶留下相應的空穴，形成電子-空穴對。光生電子和空穴分離后，會轉移至半導體光催化材料的表面，生成大量的活性氧自由基參與表面反應。其中光生電子具有極強的還原能力，可利用其來進行水分解制備高效氫能源以及水體污染中的重金屬離子的還原。光生空穴具有極強的氧化能力，可以與水分子、氧分子以及材料的表面基團反應，生成羥基自由基、單線態(tài)氧等活性物質可以對VOC、水體有色有機物、有毒有機物進行氧化降解。光催化技術的優(yōu)點使其在污染物降解，環(huán)境保護方面具有極大的應用潛力。

目前的光催化材料主要集中在過渡金屬氧化物以及硫化物，以CdS、TiO₂、ZnO、WO₃等材料研究較多，其中TiO₂因為其制備成本低，催化性能穩(wěn)定，材料毒性極低，而被認為是最具有應用潛力的光催化半導體材料。但TiO₂材料本身的比表面積較小，在水體污染物的降解過程中，與污染物的接觸能力較弱，光生電子-空穴對重組復合較快，使其光催化效率并不理想。因此提高TiO₂材料與污染物的接觸來進一步提高其光催化效果是一個亟待解決的問題。

發(fā)明內容

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的為提供一種提高二氧化鈦材料與污染物接觸程度以促進光催化效果的TiO₂/UiO-66復合光催化劑的制備方法；本發(fā)明的第二目的在于提供上述TiO2/UiO-66復合光催化材料在紫外光的照射下對有機污染物的降解應用。

技術方案：本發(fā)明的一種納米TiO₂/UiO-66復合材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)由鈦酸四丁酯利用水熱法進行水解、煅燒后得到納米TiO₂顆粒；

(2)以N,N-二甲基甲酰胺為溶劑，對苯二甲酸為配體，ZrCl₄為鋯源，利用水熱制備UiO-66材料；

(3)分別取制備的納米TiO₂顆粒和UiO-66材料分散在無水乙醇溶液中，采用超聲處理，使納米TiO₂顆粒和UiO-66材料進行自組裝；

(4)將超聲后的乙醇分散液置于恒溫條件下至溶劑完全蒸發(fā)，得到TiO₂/UiO-66復合材料。