[發明專利]一種鈦酸鍶/碘氧化鉍復合的光催化材料、包含其的光催化薄膜及制備方法和用途

在審

• 申請號: 202211018093.1
• 申請日: 2022-08-24
• 公開（公告）號: CN115318314A
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 段東平;賈奇博;劉健;李焱;鐘莉
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: B01J27/138
• 分類號: B01J27/138;B01J31/06;C02F1/30;C02F1/70;C02F101/30;C02F101/20
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 趙穎

1.一種鈦酸鍶/碘氧化鉍復合的光催化材料，其特征在于，所述光催化材料包括碘氧化鉍和負載于所述碘氧化鉍表面的鈦酸鍶。

2.根據權利要求1所述的光催化材料，其特征在于，所述鈦酸鍶為十八面體結構；

優選地，所述碘氧化鉍為二維片狀結構。

3.根據權利要求1或2所述的光催化材料，其特征在于，所述光催化材料中，鈦酸鍶和碘氧化鉍的質量比為1:(0.4-4)；

優選地，所述鈦酸鍶的粒徑為20-500nm；

優選地，所述碘氧化鉍的粒徑為1-10μm。

4.一種如權利要求1-3任一項所述鈦酸鍶/碘氧化鉍復合的光催化材料的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：

(1)混合鈦酸鍶和碘化物，得到混合溶液；

(2)混合步驟(1)得到的所述混合溶液和鉍鹽溶液，然后進行反應，之后依次進行冷卻、固液分離、洗滌和干燥，得到所述光催化材料。

5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述鈦酸鍶和碘化物的摩爾比為1:(0.2-2)；

優選地，所述碘化物包括碘化鉀；

優選地，步驟(2)所述混合包括：將鉍鹽溶液在攪拌的條件下加入到步驟(1)得到的所述混合溶液中；

優選地，所述鉍鹽包括硝酸鉍；

優選地，所述鉍鹽溶液的濃度為0.05-0.1mol/L；

優選地，所述鉍鹽中鉍元素與所述混合溶液中鍶元素的摩爾比為(0.2-2):1；

優選地，所述反應的溫度為60-80℃；

優選地，所述反應的時間為0.5-2h；

優選地，所述干燥的溫度為50-90℃；

優選地，所述干燥的時間為4-12h。

6.一種光催化薄膜，其特征在于，所述光催化薄膜包含如權利要求1-3任一項所述的鈦酸鍶/碘氧化鉍復合的光催化材料。

7.根據權利要求6所述的光催化薄膜，其特征在于，所述光催化薄膜包含薄膜基材和包覆于所述薄膜基材表面的多層光催化材料修飾層；

優選地，所述光催化材料修飾層的層數為10-50層，優選為20-30層。

8.一種如權利要求6或7所述光催化薄膜的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：

(a)將薄膜基材浸入聚乙烯醇溶液中，然后干燥，得到預處理薄膜；

(b)將步驟(a)得到的所述預處理薄膜浸入均苯三甲酰氯溶液中進行第一改性，然后浸入光催化材料分散液中進行第二改性，之后依次進行洗滌、干燥，得到第一薄膜；

(c)將步驟(b)得到的所述第一薄膜進行紫外光照射，然后依次進行洗滌、干燥，得到第二薄膜；

(d)將步驟(c)得到的所述第二薄膜重復進行步驟(b)-(c)的操作，得到所述光催化薄膜。

9.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于，步驟(a)所述聚乙烯醇溶液中聚乙烯醇的質量百分含量為1-10％；

優選地，步驟(a)所述薄膜基材包括聚丙烯；

優選地，步驟(a)所述干燥的溫度為50-80℃；

優選地，步驟(a)所述干燥的時間為1-3h；

優選地，步驟(b)所述均苯三甲酰氯溶液中均苯三甲酰氯的質量百分含量為0.1-0.5％；

優選地，步驟(b)所述光催化材料分散液中光催化材料的添加量為0.2-2mg/mL；

優選地，步驟(b)所述干燥的溫度為50-80℃；

優選地，步驟(b)所述干燥的時間為1-2h；

優選地，步驟(b)所述第一改性的時間為1-5min；

優選地，步驟(b)所述第二改性的時間為1-5min；

優選地，步驟(c)所述紫外光的功率為150-300W；

優選地，步驟(c)所述照射的時間為0.2-1h；

優選地，步驟(d)所述重復的次數為9-49次。

10.一種如權利要求6或7所述光催化薄膜的用途，其特征在于，所述光催化薄膜用于水體中污染物的氧化還原反應。