本发明专利技术涉及一种紫外宽频光催化剂的制备方法，属于光催化剂制备领域。针对目前制备的TiO2光催化剂禁带宽度较大，只能响应占太阳光谱3%～5%的紫外光部分，太阳能利用率不高，无法充分发挥其光催化效应的问题，提供了一种通过苯乙烯与水杨酸混合制备水杨酸酯树脂，再通过将纳米二氧化钛与水杨酸酯分散混合，制备光催化剂，通过水杨酸酯对紫外线进行吸收，随后在紫外线照射下发生分子重排，化其紫外线吸收作用，本发明专利技术制备的紫外宽频光催化剂紫外吸收波长可达350～380nm，且催化效率高，催化时间减少30～45%，脱色率可达93%以上，通过水杨酸与钛酸丁酯进行制备，操作简单，绿色环保。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种紫外宽频光催化剂的制备方法，属于光催化剂制备领域。
技术介绍
TiO2（TiO2）多相光催化技术，是目前降解有机污染物最有发展前景的环境污染治理手段之一，受到了世界范围内光催化领域专家学者的广泛关注。1972年，日本科学家Fujishima和Honda在《Nature》杂志上发表了一篇关于TiO2电极上光催化分解水的研究成果，这项研究工作将太阳能转换为化学能，并将电化学和光催化紧密联系起来，被认为是多相光催化新时代开始的标志。从此，TiO2作为一种典型的半导体光催化剂，得到了深入的研究。目前，用于光降解的催化剂主要有TiO2、CdS、ZnO、SnO2、WO3、Fe2O3等。其中TiO2具有氧化能力强、光稳定性好、无毒无害、廉价易得的优点，在光照下还能够加速表面一些吸热的化学反应，所以是研究得最多的一种光催化材料。作为典型的半导体光催化剂，TiO2以其催化能力强、光稳定性好、无毒无害、廉价易得等优势受到广泛关注和研究。然而，由于其光吸收范围窄、量子效率低，所以在实际应用方面受到了严重制约。主要是因为TiO2的禁带宽度较大，只能响应占太阳光谱3%～5%的紫外光部分，太阳能利用率不高，无法充分发挥其光催化效应，所以制备一种高效的，可广泛吸收紫外线频率，充分利用太阳光的光催化剂很有必要。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对目前制备的TiO2光催化剂禁带宽度较大，只能响应占太阳光谱3%～5%的紫外光部分，太阳能利用率不高，无法充分发挥其光催化效应的问题，提供了一种通过苯乙烯与水杨酸混合制备水杨酸酯树脂，再通过将纳米二氧化钛与水杨酸酯分散混合，制备光催化剂，通过水杨酸酯对紫外线进行吸收，随后在紫外线照射下发生分子重排，化其紫外线吸收作用，大幅提高纳米二氧化钛的吸收范围。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下所述的技术方案是：（1）在装有搅拌器的四口烧瓶中加入10～15g水杨酸和50～55mL的二氯甲烷，搅拌混合并升温加热至45～50℃，待保温加热15～20min后，继续添加15～20mL的苯乙烯和质量浓度为25%的硫酸溶液，搅拌混合并保温反应2～3h；（2）待保温反应完成后，对其添加质量浓度为10%的氢氧化钠溶液，调节pH至7.0～7.5后，对其减压蒸馏脱除二氯甲烷，随后继续添加8～10mL的质量浓度为10%的硫酸锌溶液，搅拌混合并置于45～60℃下保温反应1～2h，待反应完成后，对其过滤并收集滤饼，用去离子水洗涤至pH至7.0，制备得改性水杨酸酯树脂；（3）按质量比1:10，将上述制备的改性水杨酸树脂置于甲苯中，搅拌混合并使其完全溶解制备的水杨酸酯分散液，再按钛酸丁酯与甲苯体积比2:3，将钛酸丁酯溶解至甲苯中，搅拌混合并溶解制备得钛酸丁酯分散液，随后按水杨酸酯分散液与至钛酸丁酯分散液体积比1:3，将水杨酸酯分散液增加至钛酸丁酯分散液，搅拌混合并置于200～300W下超声分散20～30min，制备得钛酸丁酯水杨酸混合液；（4）待分散完成后，向上述制备的钛酸丁酯水杨酸混合液中添加水杨酸分散液总质量20%的蒸馏水，搅拌10～15min后，对其升温加热至65～70℃，保温反应至无沉淀析出，对其抽滤并收集滤饼；（5）按固液质量比1:5，将滤饼添加至质量浓度为20%的盐酸溶液中，在65～70℃下密封搅拌反应3～4h后，再置于150～155℃下水热处理18～20h，随后停止加热并静置冷却至20～30℃，对其抽滤并收集滤饼，用去离子水洗涤至pH为7.0后，在60～80℃下干燥6～8h，即可制备得一种紫外宽频光催化剂。本专利技术的应用方法是：选取0.008～0.010g/mL的甲基橙废水溶液，用1mol/L的硫酸溶液调节pH至3～4，在50～70℃下，将上述制备得紫外宽频光催化剂添加至废水中，投加量为450～500g/T，待投加后30～40min，脱色率可达93%以上。本专利技术与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本专利技术制备的紫外宽频光催化剂紫外吸收波长可达350～380nm，且催化效率高，催化时间减少30～45%，脱色率可达93%以上；（2）通过水杨酸与钛酸丁酯进行制备，操作简单，绿色环保。具体实施方式首先在装有搅拌器的四口烧瓶中加入10～15g水杨酸和50～55mL的二氯甲烷，搅拌混合并升温加热至45～50℃，待保温加热15～20min后，继续添加15～20mL的苯乙烯和质量浓度为25%的硫酸溶液，搅拌混合并保温反应2～3h；待保温反应完成后，对其添加质量浓度为10%的氢氧化钠溶液，调节pH至7.0～7.5后，对其减压蒸馏脱除二氯甲烷，随后继续添加8～10mL的质量浓度为10%的硫酸锌溶液，搅拌混合并置于45～60℃下保温反应1～2h，待反应完成后，对其过滤并收集滤饼，用去离子水洗涤至pH至7.0，制备得改性水杨酸酯树脂；按质量比1:10，将上述制备的改性水杨酸树脂置于甲苯中，搅拌混合并使其完全溶解制备的水杨酸酯分散液，再按钛酸丁酯与甲苯体积比2:3，将钛酸丁酯溶解至甲苯中，搅拌混合并溶解制备得钛酸丁酯分散液，随后按水杨酸酯分散液与至钛酸丁酯分散液体积比1:3，将水杨酸酯分散液增加至钛酸丁酯分散液，搅拌混合并置于200～300W下超声分散20～30min，制备得钛酸丁酯水杨酸混合液；待分散完成后，向上述制备的钛酸丁酯水杨酸混合液中添加水杨酸分散液总质量20%的蒸馏水，搅拌10～15min后，对其升温加热至65～70℃，保温反应至无沉淀析出，对其抽滤并收集滤饼；按固液质量比1:5，将滤饼添加至质量浓度为20%的盐酸溶液中，在65～70℃下密封搅拌反应3～4h后，再置于150～155℃下水热处理18～20h，随后停止加热并静置冷却至20～30℃，对其抽滤并收集滤饼，用去离子水洗涤至pH为7.0后，在60～80℃下干燥6～8h，即可制备得一种紫外宽频光催化剂。实例1首先在装有搅拌器的四口烧瓶中加入10g水杨酸和50mL的二氯甲烷，搅拌混合并升温加热至45℃，待保温加热15min后，继续添加15mL的苯乙烯和质量浓度为25%的硫酸溶液，搅拌混合并保温反应2h；待保温反应完成后，对其添加质量浓度为10%的氢氧化钠溶液，调节pH至7.0后，对其减压蒸馏脱除二氯甲烷，随后继续添加8mL的质量浓度为10%的硫酸锌溶液，搅拌混合并置于45℃下保温反应1h，待反应完成后，对其过滤并收集滤饼，用去离子水洗涤至pH至7.0，制备得改性水杨酸酯树脂；按质量比1:10，将上述制备的改性水杨酸树脂置于甲苯中，搅拌混合并使其完全溶解制备的水杨酸酯分散液，再按钛酸丁酯与甲苯体积比2:3，将钛酸丁酯溶解至甲苯中，搅拌混合并溶解制备得钛酸丁酯分散液，随后按水杨酸酯分散液与至钛酸丁酯分散液体积比1:3，将水杨酸酯分散液增加至钛酸丁酯分散液，搅拌混合并置于200W下超声分散20min，制备得钛酸丁酯水杨酸混合液；待分散完成后，向上述制备的钛酸丁酯水杨酸混合液中添加水杨酸分散液总质量20%的蒸馏水，搅拌10min后，对其升温加热至65℃，保温反应至无沉淀析出，对其抽滤并收集滤饼；本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种紫外宽频光催化剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）在装有搅拌器的四口烧瓶中加入10～15g水杨酸和50～55mL的二氯甲烷，搅拌混合并升温加热至45～50℃，待保温加热15～20min后，继续添加15～20mL的苯乙烯和质量浓度为25%的硫酸溶液，搅拌混合并保温反应2～3h；（2）待保温反应完成后，对其添加质量浓度为10%的氢氧化钠溶液，调节pH至7.0～7.5后，减压蒸馏脱除二氯甲烷后，继续添加8～10mL的质量浓度为10%的硫酸锌溶液，搅拌混合并置于45～60℃下保温反应1～2h，待反应完成后，对其过滤并收集滤饼，用去离子水洗涤至pH至7.0，制备得改性水杨酸酯树脂；（3）按质量比1:10，将上述制备的改性水杨酸树脂置于甲苯中，搅拌混合并使其完全溶解制备的水杨酸酯分散液，再按钛酸丁酯与甲苯体积比2:3，将钛酸丁酯溶解至甲苯中，搅拌混合并溶解制备得钛酸丁酯分散液，随后按水杨酸酯分散液与至钛酸丁酯分散液体积比1:3，将水杨酸酯分散液增加至钛酸丁酯分散液，搅拌混合并置于200～300W下超声分散20～30min，制备得钛酸丁酯水杨酸混合液；（4）待分散完成后，向上述制备的钛酸丁酯水杨酸混合液中添加水杨酸分散液总质量20%的蒸馏水，搅拌10～15min后，对其升温加热至65～70℃，保温反应至无沉淀析出，对其抽滤并收集滤饼；（5）按固液质量比1:5，将滤饼添加至质量浓度为20%的盐酸溶液中，在65～70℃下密封搅拌反应3～4h后，再置于150～155℃下水热处理18～20h，随后停止加热并静置冷却至20～30℃，对其抽滤并收集滤饼，用去离子水洗涤至pH为7.0后，在60～80℃下干燥6～8h，即可制备得一种紫外宽频光催化剂。...
【技术特征摘要】
1.一种紫外宽频光催化剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）在装有搅拌器的四口烧瓶中加入10～15g水杨酸和50～55mL的二氯甲烷，搅拌混合并升温加热至45～50℃，待保温加热15～20min后，继续添加15～20mL的苯乙烯和质量浓度为25%的硫酸溶液，搅拌混合并保温反应2～3h；
（2）待保温反应完成后，对其添加质量浓度为10%的氢氧化钠溶液，调节pH至7.0～7.5后，减压蒸馏脱除二氯甲烷后，继续添加8～10mL的质量浓度为10%的硫酸锌溶液，搅拌混合并置于45～60℃下保温反应1～2h，待反应完成后，对其过滤并收集滤饼，用去离子水洗涤至pH至7.0，制备得改性水杨酸酯树脂；
（3）按质量比1:10，将上述制备的改性水杨酸树脂置于甲苯中，搅拌混合并使其完全溶解制备的水杨酸酯分散液，再按钛酸丁酯与甲苯体积比2:3，...
【专利技术属性】
技术研发人员：许斌，高力群，
申请(专利权)人：常州市鼎升环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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