[發(fā)明專利]一種硝酸表面改性La摻雜TiO2 有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202110312633.6 | 申請(qǐng)日： | 2021-03-24 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN113019354B | 公開（公告）日： | 2022-05-03 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 陳熙;黃宇;范廣建;李海波;徐新陽;張冉;張銘川 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 東北大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | B01J23/10 | 分類號(hào)： | B01J23/10;B01J35/10;B01J37/03;B01J37/08;B01J37/00;B01J37/02;C07C1/02;C07C9/04 |
| 代理公司： | 沈陽東大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109 | 代理人： | 寧佳 |
| 地址： | 110819 遼寧*** | 國省代碼： | 遼寧;21 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 硝酸 表面 改性 la 摻雜 tio base sub | ||
本發(fā)明的一種硝酸表面改性La摻雜TiO2光催化劑的制備方法，步驟為：按比例，將鈦酸四丁酯溶解于無水乙醇a中，得到淡黃色混合溶液A；按比例，稱取六水合硝酸鑭晶體置于燒杯中，依序加入無水乙醇b、蒸餾水和硝酸溶液，攪拌混合均勻得澄清透明溶液B；將溶液B滴入溶液A，并調(diào)節(jié)混合溶液pH＝1.00～3.00，完成溶液A加入，得到淡黃色溶膠C，經(jīng)陳化后得到透明淡黃色凝膠D；干燥后360℃?500℃條件下焙燒1.5?2h，得到La摻雜TiO2；研磨過篩后，浸漬在0.1mol/L～1mol/L硝酸溶液中4～12h；干燥后制得酸表面改性La摻雜TiO2光催化劑。該方法制備的光催化劑比表面積增加顯著，對(duì)CO2的捕集能力增強(qiáng)；光子利用率大幅提高。
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光催化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種硝酸表面改性La摻雜TiO2光催化劑的制備方法。
背景技術(shù)：
隨著科技的發(fā)展，密閉空間條件下工作的需求量越來越大，每年都有數(shù)百萬名工人在涉及密閉空間氣體中毒的事件中喪生，其中CO2中毒引起的事故占比較大。當(dāng)工人長時(shí)間在密閉空間內(nèi)聚集時(shí)，其呼吸產(chǎn)生的CO2無法與外界氣體進(jìn)行自主交換，CO2濃度過高會(huì)刺激人的呼吸系統(tǒng)，進(jìn)而引起頭痛、咳嗽等癥狀甚至直接導(dǎo)致死亡。
在CO2去除領(lǐng)域，光催化技術(shù)受到了廣泛的重視，在眾多光催化材料中，TiO2因其成本低、光活性強(qiáng)、對(duì)環(huán)境友好以及理化性質(zhì)穩(wěn)定而成為最有前途的光催化基礎(chǔ)材料之一。但是 TiO2存在以下三點(diǎn)缺陷：一是其帶隙較大，太陽光響應(yīng)波長范圍窄；二是其光生-電子空穴容易復(fù)合，光量子利用率低；三是其對(duì)CO2的吸附性能差，不能有效地捕集CO2。由此可見，如何實(shí)現(xiàn)光生-電子空穴復(fù)合速度慢、對(duì)CO2的吸附和捕集性能好的TiO2制備方法尤為重要。
本發(fā)明描述的是一種在太陽光照射下具有高CO2光催化轉(zhuǎn)化效率的硝酸表面改性結(jié)合La 摻雜的新型TiO2光催化劑。首先采用溶膠-凝膠法制備La/TiO2基底，然后采用低濃度硝酸浸漬對(duì)La/TiO2基底進(jìn)行酸化改性。迄今為止，暫無文獻(xiàn)及專利報(bào)道此類硝酸表面改性稀土元素La摻雜TiO2光催化劑的制備方法。
發(fā)明內(nèi)容：
本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的TiO2光催化劑光生-電子空穴的復(fù)合速度快、對(duì)CO2的吸附和捕集性能差的問題，提供一種硝酸表面改性La摻雜TiO2光催化劑的制備方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
一種硝酸表面改性La摻雜TiO2光催化劑的制備方法，按照以下步驟進(jìn)行：
步驟1：按體積比，鈦酸四丁酯：無水乙醇a＝1:(2-6)，量取鈦酸四丁酯，在15～25℃恒溫磁力攪拌條件下，將鈦酸四丁酯緩慢加入到無水乙醇a中，磁力攪拌持續(xù)20-30min，得到淡黃色混合溶液A；
步驟2：按體積比蒸餾水：無水乙醇b：硝酸溶液＝1.5:(5-20):(0.5-0.7)，按質(zhì)量比六水合硝酸鑭晶體中La：鈦酸四丁酯中Ti＝1:(20-100)，通過電子天平稱取六水合硝酸鑭晶體置于燒杯中，按順序加入無水乙醇b、蒸餾水和硝酸溶液，攪拌混合均勻得到澄清透明溶液B；
步驟3：在25℃恒溫條件下，通過蠕動(dòng)泵將溶液B以20-30滴/min的速度緩慢滴入溶液 A，在滴加的過程中保證溶液A處于劇烈攪拌狀態(tài)，反應(yīng)過程中加入硝酸溶液，調(diào)節(jié)保證混合溶液pH＝1.00～3.00，完成溶液A加入，得到淡黃色溶膠C，所述的溶液A攪拌速度為800-1000 rpm；
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