本发明专利技术提供一种Au-PANI-TiO2三元光催化剂的制备方法，所述制备方法将TiO2分散到水中，加入苯胺和氯金酸，生成聚苯胺和Au纳米粒子包覆在TiO2表面，得到Au-PANI-TiO2三元光催化剂采用贵金属Au纳米粒子和导电聚合物聚苯胺(PANI)对TiO2进行共同改性，使TiO2对光的吸收范围拓展到可见光区，增大了催化剂对太阳光的利用效率。本发明专利技术利用氯金酸和苯胺之间的氧化还原反应，制备Au纳米粒子和聚苯胺，不需要引入其他氧化剂和还原剂，一步制备得到了Au纳米粒子和聚苯胺共同改性TiO2的光催化剂，工艺流程简单，操作简便，光催化性能优异。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于纳米复合材料领域，具体涉及一种Au-PANI-TiO2三元光催化剂的制备方法。
技术介绍
1972年，Fujishima和Honda等发现TiO2电极在光催化作用下可以把水分解成H2和O2，光催化便逐渐成为一项备受关注的研究领域，TiO2也因其高效、价廉、无毒、化学性质稳定、成本低等优点，受到研究者们广泛的重视。更重要的是，由于TiO2光催化剂降解有毒物质和化学污染物不会产生二次污染、也无任何毒副作用，因而与传统的生物降解方法相比，使用TiO2光催化剂降解有机污染物，便成为一种更为理想而有效的方法。除此之外，TiO2光催化剂在污水处理、空气净化、消毒抗菌、水的净化，以及癌症治疗等领域中都得到了广泛的研究和应用。由于TiO2光催化剂带隙较宽，只能被波长较短的紫外光激发，而这部分光只占太阳光的5％，降低了对太阳光的利用率，因此如何高效的利用太阳光成为了人们研究的重点。目前，研究者们已经采用多种手段对TiO2进行改性，其中包括半导体复合、非金属掺杂、金属掺杂、表面敏化等方法。例如，CN103638981A提供了一种含有有机聚合物电子助剂的负载型Au催化剂及其制备方法和应用，该催化剂是以TiO2为载体、聚苯胺为电子给予体和Au纳米粒子为活性组分的高分散负载型催化剂，用来提高Au/TiO2在可见光下催化氧化CO的能力。CN103252502A提供了一种空心核壳结构AuTiO2纳米复合材料的制备方法；CN102936037A提供了一种稳定高分散Au/TiO2催化剂的制备方法；CN102863046A提供了一种Au/TiO2纳米管阵列制糖废水的光催化降解的应用。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供一种Au-PANI-TiO2三元光催化剂的制备方法，所述制备方法将TiO2分散到水中，加入苯胺和氯金酸，生成聚苯胺和Au纳米粒子包覆在TiO2表面，得到Au-PANI-TiO2三元光催化剂；进一步地，所述制备方法包括：S1：将表面活性剂溶解在水中，加入TiO2，超声分散得到TiO2分散液；S2：在搅拌条件下在TiO2分散液中加入苯胺获得混合液，搅拌混合液0.5-4h；S3：在S2混合液中加入氯金酸溶液，在15-50℃下反应5-36h；S4：将S3中反应结束的离心沉降并用去离子水洗涤；S5：60-80℃下干燥后获得Au-PANI-TiO2三元光催化剂；进一步地，S1中所述的表面活性剂包括十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵和十六烷基三甲基氯化铵；进一步地，S1中所述的TiO2包括二氧化钛纳米颗粒、二氧化钛空心微球和二氧化钛空心纳米管；本专利技术的有益效果如下：1)采用贵金属Au纳米粒子和导电聚合物聚苯胺(PANI)对TiO2进行共同改性，使TiO2对光的吸收范围拓展到可见光区，增大了催化剂对太阳光的利用效率；2)利用氯金酸和苯胺之间的氧化还原反应，制备Au纳米粒子和聚苯胺，不需要引入其他氧化剂和还原剂；2)一步制备得到了Au纳米粒子和聚苯胺共同改性TiO2的光催化剂，，工艺流程简单，操作简便，光催化性能优异。附图说明图1为本专利技术实施例1得到的Au-PANI-TiO2光催化剂的扫描电镜图。图2为本专利技术实施例1得到的Au-PANI-TiO2光催化剂的高分辨透镜图。图3为本专利技术实施例3得到的Au-PANI-TiO2光催化剂的高分辨透镜图。图4为本专利技术实施例3得到的Au-PANI-TiO2光催化剂的高分辨透镜图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。相反，本专利技术涵盖任何由权利要求定义的在本专利技术的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本专利技术有更好的了解，在下文对本专利技术的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本专利技术。下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，但不作为对本专利技术的限定。下面为本专利技术的举出最佳实施例：如图1-图4所示，本专利技术提供一种Au-PANI-TiO2三元光催化剂的制备方法，所述制备方法将TiO2分散到水中，加入苯胺和氯金酸，生成聚苯胺和Au纳米粒子包覆在TiO2表面，得到Au-PANI-TiO2三元光催化剂。所述制备方法包括：S1：将表面活性剂溶解在水中，加入TiO2，超声分散得到TiO2分散液，所述表面活性剂包括十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵和十六烷基三甲基氯化铵，所述TiO2包括二氧化钛纳米颗粒、二氧化钛空心微球和二氧化钛空心纳米管；S2：在搅拌条件下在TiO2分散液中加入苯胺获得混合液，搅拌混合液0.5-4h；S3：在S2混合液中加入氯金酸溶液，在15-50℃下反应5-36h；S4：将S3中反应结束的离心沉降并用去离子水洗涤；S5：60-80℃下干燥后获得Au-PANI-TiO2三元光催化剂。实施例1：Au-PANI-TiO2光催化剂的制备将十二烷基苯磺酸钠溶解在水中，加入TiO2纳米颗粒(P25)，超声分散得到TiO2分散液；在搅拌条件下在TiO2分散液中加入苯胺，继续搅拌1h，再加入氯金酸溶液，在45℃下反应24h，离心沉降并用去离子水洗涤，在80℃下干燥后得到Au-PANI-TiO2三元光催化剂。所加入的苯胺和TiO2质量比为1.25:100，氯金酸和苯胺的摩尔比为1:3。苯胺和氯金酸发生氧化还原反应，生成聚苯胺和Au纳米粒子，Au纳米粒子的粒径为10nm，聚苯胺包覆在TiO2上。取20mg所制备的催化剂，将其与100ml的5mg/L罗丹明B溶液混合，在黑暗中搅拌40min之后，在可见光(λ>420nm)下照射，光催化降解率达到90％。实施例2：将十六烷基三甲基氯化铵溶解在水中，加入TiO2纳米颗粒，超声分散得到TiO2分散液；在搅拌条件下在TiO2分散液中加入苯胺，继续搅拌4h，再加入氯金酸溶液，在45℃下反应36h，离心沉降并用去离子水洗涤，在80℃下干燥后得到Au-PANI-TiO2三元光催化剂。所加入的苯胺和TiO2质量比为3:100，氯金酸和苯胺的摩尔比为1:3。苯胺和氯金酸发生氧化还原反应，生成聚苯胺本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种Au‑PANI‑TiO2三元光催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法将TiO2分散到水中，加入苯胺和氯金酸，生成聚苯胺和Au纳米粒子包覆在TiO2表面，得到Au‑PANI‑TiO2三元光催化剂。
【技术特征摘要】
1.一种Au-PANI-TiO2三元光催化剂的制备方法，其特征在于，
所述制备方法将TiO2分散到水中，加入苯胺和氯金酸，生成聚苯胺
和Au纳米粒子包覆在TiO2表面，得到Au-PANI-TiO2三元光催化剂。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方
法包括：
S1：将表面活性剂溶解在水中，加入TiO2，超声分散得到TiO2分散液；
S2：在搅拌条件下在TiO2分散液中加入苯胺获得混合液，搅拌
混合液0.5-4h；
S3：在S2混合液中加入...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨穆，王戈，张欢，钱伟，陶璋，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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