本发明专利技术涉及一种异核金属酞菁钴锌／纳米二氧化钛复合薄膜及制备方法。异核金属酞菁钴锌／纳米二氧化钛复合薄膜包括纳米二氧化钛薄膜及均匀固载于纳米二氧化钛薄膜上的异核金属酞菁钴锌；异核金属酞菁钴锌的中心金属元素为二价钴和二价锌，酞菁环上的Ｒ取代基为磺酸基或羧基。制备步骤：制备异核金属酞菁钴锌并配制成３～５×１０↑［－４］ｍｏｌ.Ｌ↑［－１］水或者乙醇溶液；将纳米二氧化钛薄膜浸入２４小时后，用蒸馏水冲洗，晾干。本发明专利技术将异核金属酞菁钴锌固载于纳米二氧化钛薄膜上制备成复合薄膜，在更大程度上提高了二氧化钛的光催化性能，同时，纳米二氧化钛复合薄膜在黑暗条件下也有较高的催化活性，具有对废水中的有机物降解率高，成本低，方法简便，易于回收再利用等特点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种对降解废水有机物在可见光和黑暗条件下均具有高催化活性的纳米二氧化钛复合薄膜，确切地说是一种异核金属酞菁钴锌/纳米二氧化钛复合薄膜。
技术介绍
在众多的环境废水处理方法中，光催化技术是二十世纪七十年代逐渐发展起来的一门具有广阔应用前景的水污染处理技术。继1972年Fujishima发现二氧化钛半导体在紫外光照射下可以分解水的现象后，因其安全无毒、化学性质稳定等优点逐渐发展成为环境治污领域最具开发前途的环保型光催化材料。然而，二氧化钛(锐钛矿)禁带宽度为3.2eV，只能吸收〈380nm紫外光，而这部分光不到太阳光的10%。因此，光催化效率低和粉体二氧化钛难于回收成为二氧化钛实际应用的需解决的关键问题。金属酞菁是具有高度共轭的7i-电子体系的平面大分子，且有良好的光、热稳定性，在320 370 nm， 600 800 nm范围有强吸收；同时，金属酞菁钴和其衍生物具有良好的催化活性，表现于其中心金属对分子氧的还原作用，因此金属酞菁被广泛应用于催化剂、光电池等诸多领域，被称为二十一世纪的新材料。将金属酞菁作为光敏剂固载于二氧化钛上，可拓宽二氧化钛光谱响应范围，进一步提高其催化活性。涉及金属酞菁敏化二氧化钛和二氧化钛的固定化的研究较多，而关于将异核金属酞菁钴锌固载于纳米二氧化钛薄膜上形成复合薄膜催化剂的研究还未有报道。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种工艺简单，稳定性高，可回收再利用，对降解废水有机物在可见光和黑暗条件下均具有高催化活性的纳米二氧化钛复合薄膜。具体的技术解决方案如下异核金属酞菁钴锌/纳米二氧化钛复合薄膜包括纳米二氧化钛薄膜，所述纳米二氧化钛薄膜上均匀固载有异核金属酞菁钴锌；所述异核金属酞菁钴锌的中心金属元素为二价钴和二价锌，异核金属酞菁钴锌酞菁环上的R取代基为磺酸基或羧基，其结构为3异核金属酞菁钴锌/纳米二氧化钛复合薄膜的制备方法包括以下操作步骤第一步，将3 g 4-磺酸邻苯二甲酸三盐或2 g偏苯三甲酸盐，0. 8 g氯化钴，0. 7 g 均苯四甲酸酐，0.03 g钼酸铵和约8 g尿素均匀混合，在240 。C反应2小时后，得 到蓝黑色固体产物(a);第二步，称取3 g固体产物(a)，氯化锌0.2 g，钼酸铵0.02 g，尿素8 g均匀混 合，在240 。C反应2 4小时，得到蓝绿色固体产物，即异核金属酞菁钴锌；第三歩，将异核金属酞菁钴锌配制成3 5xl(T411101.1/1的水溶液；第四步，将纳米二氧化钛薄膜浸入3 5xl(^mol丄"的异核酞菁钴锌水溶液中，浸 渍时间为24小时，用蒸馏水冲洗，晾干即得异核金属酞菁钴锌/纳米二氧化钛薄膜。鉴于二氧化钛在紫外光照射下具有光催化活性，异核金属酞菁钴锌能够有效敏化二 氧化钛并能以化学键牢固固载于纳米二氧化钛薄膜上以及异核金属酞菁钴锌的催化氧 化活性，从而制备出可回收再利用的具有高催化活性的复合薄膜。通过对比例对专利技术中所制备的异核金属酞菁钴锌/纳米二氧化钛复合薄膜在可见光 与黑暗条件下，对废水中有机物模型的降解率说明异核金属酞菁钴锌/纳米二氧化钛复合 薄膜的催化效果如下以亚甲基蓝溶液为目标溶液，利用异核金属酞菁钴锌/纳米二氧化钛复合薄膜，异核 金属酞菁钴锰/纳米二氧化钛复合薄膜，异核金属酞菁锌锰/纳米二氧化钛复合薄膜，同 核金属酞菁钴/纳米二氧化钛复合薄膜，同核金属酞菁锌/纳米二氧化钛复合薄膜，同核 金属酞菁锰/纳米二氧化钛复合薄膜，与纳米二氧化钛薄膜在可见光照射和黑暗条件下分4别进行催化降解实验将不同异核金属酞菁/纳米二氧化钛薄膜，同核金属酞菁/纳米二氧化钛薄膜和纳米二氧化钛薄膜分别与50 mL目标溶液放置于100 mL量筒中，垂直放 在白炽灯下或避光反应，每隔一定时间取亚甲基蓝溶液测定其紫外吸收，计算降解率。 在可见光条件下，纳米二氧化钛薄膜和不同异核金属酞菁/纳米二氧化钛薄膜以及同核金 属酞菁/纳米二氧化钛薄膜降解亚甲基蓝溶液，降解率随时间的变化如图1，在黑暗条件 下，纳米二氧化钛薄膜和不同异核金属酞菁/纳米二氧化钛薄膜以及同核金属酞菁/纳米 二氧化钛薄膜降解亚甲基蓝溶液，降解率随时间的变化如图2。综上所述，本专利技术的异核金属酞菁钴锌/纳米二氧化钛复合薄膜，与现有技术的区 别为将异核金属酞菁钴锌与纳米二氧化钛薄膜相结合，即将异核金属酞菁钴锌固载于纳 米二氧化钛薄膜上制备成复合薄膜，从而在更大程度上提高了二氧化钛的光催化性能， 同时，纳米二氧化钛复合薄膜在黑暗条件下也有较高的催化活性，具有对废水中的有机 物降解率高，成本低，方法简便，易于回收再利用等特点。附图说明图1是在可见光条件下，纳米二氧化钛薄膜和不同异核金属酞菁/纳米二氧化钛薄 膜以及同核金属酞菁/纳米二氧化钛薄膜降解亚甲基蓝溶液，降解率随时间的变化图。图2是在黑暗条件下，纳米二氧化钛薄膜和不同异核金属酞菁/纳米二氧化钛薄膜 以及同核金属酞菁/纳米二氧化钛薄膜降解亚甲基蓝溶液，降解率随时间的变化图。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术作进一步地说明。实施例1:异核金属酞菁钴锌/纳米二氧化钛复合薄膜包括纳米二氧化钛薄膜和异核金属酞菁， 所述纳米二氧化钛薄膜上均匀固载有异核金属酞菁钴锌；所述异核金属酞菁钴锌的中心金属元素为二价钴和二价锌，异核金属酞菁钴锌酞菁 环上的R取代基为磺酸基或羧基，其结构为异核金属酞菁钴锌/纳米二氧化钛复合薄膜的制备方法包括以下操作步骤第一步，将3 g 4-磺酸邻苯二甲酸三盐或2 g偏苯三甲酸盐，0.8g氯化钴，0.7g 均苯四甲酸酐，0.03 g钼酸铵和约8 g尿素均匀混合，在240 。C反应2小时后，得 到蓝黑色固体产物(a);第二步，称取3 g固体产物(a)，氯化锌0.2 g，钼酸铵O. 02 g，尿素8 g均匀混 合，在240 。C反应2 4小时，得到蓝绿色固体产物，即异核金属酞菁钴锌；第三步，将异核金属酞菁钴锌配制成3 5xl(T4 mol.L—1的异核酞菁钴锌水溶液或者 乙醇溶液；第四步，用喷涂法在玻璃基片上制备纳米二氧化钛薄膜，将纳米二氧化钛薄膜浸入 3 5xl(^mol丄"的羧基异核酞菁钴锌水溶液中，浸渍时间为24小时，用蒸馏水冲洗， 晾干即得异核金属酞菁钴锌/纳米二氧化钛薄膜。实施例2:用浸渍提拉法在玻璃基片上制备纳米二氧化钛薄膜，将制备好的纳米二氧化钛薄膜 浸入3 5xl()4mol丄—1的羧基异核酞菁钴锌水溶液中，浸渍时间为24小时后，用蒸熘水 冲洗，晾干即得异核金属酞菁钴锌/纳米二氧化钛薄膜。其它同实施例1。 实施例3:用丝网印刷法在玻璃基片上制备纳米二氧化钛薄膜，将制备好的纳米二氧化钛薄膜 浸入3 5xl0"mol丄—1的羧基异核酞菁钴锌水溶液中，浸渍时间为24小时后，用蒸馏水6冲洗，晾干即得异核金属酞菁钴锌/纳米二氧化钛薄膜。其它同实施例1。实施例4:用丝网印刷法在玻璃基片上制备纳米二氧化钛薄膜，将制备好的纳米二氧化钛薄膜浸入3 5xl0—411101.1/1的羧基异核酞菁钴锌乙醇溶液中，浸渍时间为24小时后，用蒸馏水冲洗，晾干即得异核金属酞菁钴锌/纳米二氧化钛薄膜。其它同实施例1。实施例5:用丝网印刷法在玻璃基片上制备纳米二氧化钛薄膜，将制备好的纳米二氧化钛薄膜浸入3 5xl0—411101.1/1的磺酸基异核酞菁钴锌乙本文档来自技高网...
【技术保护点】
异核金属酞菁钴锌／纳米二氧化钛复合薄膜，包括纳米二氧化钛薄膜，其特征在于：所述纳米二氧化钛薄膜上均匀固载有异核金属酞菁钴锌； 所述异核金属酞菁钴锌的中心金属元素为二价钴和二价锌，异核金属酞菁钴锌酞菁环上的Ｒ取代基为磺酸基或羧基，其结构为 ＊＊＊。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：史成武，桃李，刘清安，张志海，夏梅，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：34[中国|安徽]
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