一种复合光催化剂及其制备方法与应用技术

一种复合光催化剂及其制备方法与应用，涉及光催化剂。所述复合光催化剂以二氧化钛为基质，化学式为CdSnO3.3H2O-TiO2；其尺寸小，比表面积高，两个单一的组分具有相互匹配的能带结构，能有效分离光生载流子，提高其寿命。制备方法：将Cd的可溶性盐和Sn的可溶性盐分别加入容器中，再加入水，搅拌后分别得Cd盐溶液和Sn盐溶液，将Cd盐溶液和Sn盐溶液混合，再加入二氧化钛粉末，所得到的浊液搅拌后，调节pH值为1～14，转入反应釜中水热反应，冷却后，产物经洗涤、离心、烘干、煅烧，即得所述复合光催化剂。所述复合光催化剂可在气相降解室内空气有机污染物中应用。纳米尺寸小、比表面积高，制备方法简单。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光催化剂，尤其是涉及可高效降解室内空气污染物的一种复合光催化剂(CdSnO3.3H20-Ti02)及其制备方法与应用。
技术介绍
随着我国社会的不断发展，房地产行业也得到了极大的发展，人们住房的条件得到了大大的改善，越来越多的居民在住房的装修方面也是投入了大量的金钱和精力，但是随之而来的是室内空气污染也变得越来越严重。如何有效治理室内的空气污染，对人们的健康，改善人们的生活质量具有广泛的意义。目前，常规的治理手段通风处理不能彻底消除空气中的污染物气体，而且过程非常的耗时，不能有效除去室内污染的隐患。因此发展一种绿色、无毒、无二次污染的处理手段势在必行。其中光催化技术由于成本低、安全无毒、反应条件温和、无二次污染等优点成为一种理想的室内环境净化的技术。其中对光催化剂的开发上做了一些努力，主要集中在研究二氧化钛上，但是二氧化钛在光催化反应中量子效率低，易失活等问题限制了其在工业上的应用。为了解决这些问题，目前常用的方法有贵金属的负载，加入各种牺牲剂等，然而这些方法成本高，生产工艺复杂等不足。近年来，复合两种不同的半导体来加强其单一组份的光催化性能方面的研究取得了一定的进展，因此我们开发具有更高效的以氧化钛为基质的复合光催化剂对推广光催化技术的应用以及对室内空气污染的净化有重大的意义。中国专利CN102302933A公开一种磁性氧化物空心微球/ 二氧化钛复合光催化剂的制备方法，D磁性金属氧化物空心微球制备:将金属离子盐加入到有机极性溶剂中完全溶解，然后再加入固体碱金属盐和表面活性剂，组成的混合溶液在160°C -200°C下反应，得到所述铁氧体磁性空心微球；2)以步骤I)所得磁性金属氧化物空心微球为基体，加入钛源，经过水解反应，将所得产品真空干燥或高温煅烧，即得磁性金属氧化物空心微球/ 二氧化钛复合纳米结构材料。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对传统催化剂二氧化钛量子效率低，易失活等问题，提供可高效降解室内空气污染物的一种复合光催化剂(CdSnO3.3H20-Ti02)及其制备方法与应用。所述复合光催化剂以二氧化钛为基质，化学式为CdSnO3.3H20-Ti02;其尺寸小，比表面积高，两个单一的组分具有相互匹配的能带结构，能有效分离光生载流子，提高其寿命O所述复合光催化剂的制备方法如下:将Cd的可溶性盐和Sn的可溶性盐分别加入容器中，再加入水，搅拌后分别得Cd盐溶液和Sn盐溶液，将Cd盐溶液和Sn盐溶液混合，再加入二氧化钛粉末，所得到的浊液搅拌后，调节PH值为I?14，转入反应釜中水热反应，冷却后，产物经洗涤、离心、烘干、煅烧，即得所述复合光催化剂。所述Cd的可溶性盐可采用CdCl2.2.5H20等，所述Sn的可溶性盐可采用Na2SnO3.4H20等；所述Cd的可溶性盐和Sn的可溶性盐可由其它金属盐类替换，制备出其它的三元金属氧化物和二氧化钛复合的光催化剂。所述水可采用去离子水；所述搅拌的时间可为30?ISOmin ;所述二氧化钛可采用市售二氧化钛P25产品；所述浊液搅拌的时间可为I?2h ;所述调节pH值为I?14可采用硝酸溶液和氢氧化钠溶液调节；所述水热反应的温度可为120?200°C，水热反应的时间可为6?48h ;所述煅烧的温度可为200?600°C。所述复合光催化剂可在气相降解室内空气有机污染物中应用。本专利技术解决了传统催化剂二氧化钛量子效率低，易失活等问题。本专利技术所制备的复合光催化剂具有纳米尺寸小、比表面积高的优点，能有效降解室内空气污染物，本专利技术制备方法简单，原料廉价易得，有利于大规模的工业生产，具备显著的经济和社会效益。本专利技术的有益效果在于:(I)本专利技术首次将复合物CdSnO3.3!120-1102应用于光催化降解室内空气污染物方面，两个单一组分具有互相匹配的能带结构，具有高效分离广生载流子的能力，提高其光催化性能进一步高效的降解室内空气污染物。(2)本专利技术采用高效便捷的水热法，通过调节反应物和基质的比例，反应体系的pH, 一步合成不同比例的复合光催化剂CdSnO3.3H20-Ti02，制备流程简单，有利于大规模的工业生产。(3)复合光催化剂CdSnO3.3!120-1102能够高效降解室内空气污染物，同时具有良好的活性稳定性。在反应体系中可以方便地进行分离处理，光催化剂可再生能力强，重复率高，具有很高的实用价值和应用前景。【附图说明】图1为本专利技术CdSnO3.3H20_Ti02复合光催化剂和单一组份催化剂气相降解苯的情况。图2为本专利技术CdSnO3.3H20_Ti02复合光催化剂的稳定性和广谱性评价图。在图2中，曲线 a 为 ethyIbenzene ;曲线 b 为 xylene ;曲线 c 为 benzene ;曲线 d 为 toluene。【具体实施方式】所述复合光催化剂的制备方法如下:将一定量的商品二氧化钛(P25)放入容器中，向容器中加入40-100mL的蒸馏水，在室温下搅拌I?2h，形成均匀的白色悬浊液，然后将等摩尔量的CdCl2.2.5H20和Na2SnO3.4H20的水溶液依次缓慢加入上述悬浊液中，持续搅拌I?2h，随后用质量分数为5?7%的稀硝酸或稀的强氧化钠溶液调节悬浊液的pH值为I?14，转入10mL的反应釜中，在烘箱中120?200°C下反应6?48h，冷却后，产物经过洗涤，离心和烘干得到所述的复合光催化剂。以下给出具体实施例:实施例1具有高效气相降解能力的复合光催化剂CdSnO3.3邮_1102的制备。将一定量的P25放入容器中，加入60mL的蒸馏水，在室温下搅拌30min，形成均匀的白色悬浊液，然后将等摩尔量的原料CdCl2.2.5H20和Na2SnO3.4H20溶液加入上述容器中，然后用IM氢氧化钠将上述浊液的pH调节为13，搅拌I?2h，随后将其转入10mL的反应釜中，在烘箱中保持120°C条件下反应12h，冷却后，产物经过离心和洗涤，在60°C烘箱中将产品烘干，得到所述的复合光催化剂。图1给出本专利技术CdSnO3.3H20-Ti02复合光催化剂和单一组份的催化剂在气相降解苯的活性图，从图1中可以发现所制备的复合光催化剂CdSnO3.3!120-1102表现出优秀的光催化降解苯的能力，而单一组份的催化剂性能较复合催化剂的性能要低。图2给出复合光催化剂在气相降解多种污染物的广谱性和稳定性图，从图2中可以观察到，所制备的复合光催化剂在经过40h的降解实验，依然能保持较高的活性。说明复合光催化在气相降解苯反应中表现出优秀的光催化稳定性。因此复合光催化剂CdSnO3.3!120-1102可能在处理室内空气污染方面是一个很有潜力的光催化剂。实施例2将一定量的P25加入容器中，向容器加入60mL的蒸馏水，搅拌至均匀白色的悬浊液，将等摩尔量的原料CdCl2.2.5H20和Na2SnO3.4H20溶液加入上述容器中，然后用IM氢氧化钠将上述浊液的pH调节为11，搅拌I?2h，随后将其转入10mL的反应釜中，在烘箱中保持160°C条件下反应24h，冷却后，产物经过离心和洗涤，在60°C烘箱中将产品烘干，得到所述复合光催化剂。实施例3将一定量的P25加入容器中，向容器加入60mL的蒸馏水，搅拌至均匀白色的悬浊液，将等摩尔量的原料CdCl2.2.5H2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合光催化剂，其特征在于其以二氧化钛为基质，化学式为CdSnO3.3H2O‑TiO2。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘国栋，
申请(专利权)人：厦门市净屋环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35