The invention relates to a preparation method of N doped barium strontium titanate aerogel photocatalyst. The barium strontium titanate xerogel is prepared by nano particle assembly method. The nitrogen source is mixed with barium strontium titanate xerogel according to different mass ratio. The preparation method is to prepare N doped barium strontium titanate nanoparticles by hydrothermal method, then modify the surface of the barium strontium titanate nanoparticles, then disperse them and gel them, and finally dry them. N doped barium strontium titanate aerogels with different dopants can be obtained. N doping decreases the band gap and improves the degradation efficiency of barium strontium titanate under visible light. The preparation method is simple, short reaction period and has the prospect of mass production. It not only overcomes the problems of photocatalyst not easy to recover and secondary pollution of water, but also further improves the photocatalytic performance of the material. The prepared material has good stability and can be used to control water pollution caused by dyes. It can be recycled for 9 to 10 times and is environmentally friendly.
【技术实现步骤摘要】
一种N掺杂钛酸钡锶气凝胶光催化剂的制备方法
:本专利技术属于纳米多孔材料的制备工艺领域,具体涉及一种N掺杂钛酸钡锶气凝胶光催化剂的制备方法。
技术介绍
:光催化材料纳米化是当今光催化材料的发展趋势之一,气凝胶因其特殊的三维网络骨架结构成为了一种新兴的光催化材料。但现在多数材料还是以大比表面积的石墨烯、二氧化硅或者炭气凝胶为催化剂载体,负载一些具有光催化活性的成分来形成气凝胶光催化剂。一来,负载的光催化活性成分的数量有限,导致其降解效率和降解率不足;再者,这部分有光催化活性的成分在与石墨烯或者炭气凝胶载体复合的过程中,往往不是以气凝胶的形式存在的,而是多数呈单独的纳米团聚态,并不是真正意义上的气凝胶光催化材料。受限于传统溶胶-凝胶工艺制备多元氧化物气凝胶的局限性,还鲜有制备成气凝胶的相关报道,因此将具有可见光响应的光催化材料直接制备成气凝胶而不是负载到气凝胶载体上依然是尚未解决的难题。而且,N掺杂提高Ba1-xSrxTiO3可见光催化活性的基础在于抑制光生电子和空穴的复合几率,从而增强其可见光吸收能力。
技术实现思路
:本专利技术的目的是提供一种N掺杂钛酸钡锶气凝胶光催化剂的制备方法,使用金属锶为锶源、金属钡为钡锶源,使用纳米颗粒组装法制备出钛酸钡锶气凝胶,在用尿素或氨水为氮源,使用水热法制备出N掺杂钛酸钡锶气凝胶。具有三维纳米多孔网络结构,既提高了气凝胶光催化剂的活性,又解决了光催化剂不易回收的问题,而且其具有良好的热稳定性、化学稳定性、结构稳定性,它的高比表面积也赋予了它良好的吸附效果,所以是一种理想的光催化材料。本专利技术的技术方案为:一种N掺杂钛酸钡锶气 ...
【技术保护点】
1.一种N掺杂钛酸钡锶气凝胶光催化剂的制备方法,其具体步骤如下:(1)锶、钡源的制备量取醇溶剂放入容器,加入金属钡和金属锶,加热搅拌至金属完全溶解,得到锶钡醇溶液;(2)原料混合待步骤(1)的的锶钡醇溶液搅拌冷却,加入钛源,并持续搅拌,形成锶钡钛混合液;(3)将步骤(2)所得锶钡钛混合液进行水热反应,得到纳米颗粒,放入烘箱进行烘干,得到钛酸钡锶纳米颗粒;(4)钛酸钡锶纳米颗粒的表面改性将钛酸钡锶纳米颗粒放入表面改性剂溶液中搅拌,再加入正己烷混合,离心,得到经过表面改性的钛酸钡锶纳米颗粒;(5)钛酸钡锶纳米颗粒的分散及凝胶将步骤(4)制得的改性后的纳米颗粒中加入乙醇溶液,再加入去离子水,经超声震荡后,在一定的温度下静置,得到钛酸钡锶湿凝胶;(6)钛酸钡锶湿凝胶的老化及干燥将步骤(5)制得的钛酸钡锶湿凝胶加入老化液进行老化,干燥,得到钛酸钡锶气凝胶;(7)掺入氮源将氮源与步骤(6)制得的钛酸钡锶气凝胶按比例混合研磨,然后加入水进行超声分散;(8)N掺杂钛酸钡锶纳米颗粒的制备将步骤(7)超声分散所得混合液放入聚四氟乙烯的高压釜中水热反应,经干燥,即得到N掺杂钛酸钡锶湿凝胶;(9)N掺杂钛酸钡 ...
【技术特征摘要】
1.一种N掺杂钛酸钡锶气凝胶光催化剂的制备方法,其具体步骤如下:(1)锶、钡源的制备量取醇溶剂放入容器,加入金属钡和金属锶,加热搅拌至金属完全溶解,得到锶钡醇溶液;(2)原料混合待步骤(1)的的锶钡醇溶液搅拌冷却,加入钛源,并持续搅拌,形成锶钡钛混合液;(3)将步骤(2)所得锶钡钛混合液进行水热反应,得到纳米颗粒,放入烘箱进行烘干,得到钛酸钡锶纳米颗粒;(4)钛酸钡锶纳米颗粒的表面改性将钛酸钡锶纳米颗粒放入表面改性剂溶液中搅拌,再加入正己烷混合,离心,得到经过表面改性的钛酸钡锶纳米颗粒;(5)钛酸钡锶纳米颗粒的分散及凝胶将步骤(4)制得的改性后的纳米颗粒中加入乙醇溶液,再加入去离子水,经超声震荡后,在一定的温度下静置,得到钛酸钡锶湿凝胶;(6)钛酸钡锶湿凝胶的老化及干燥将步骤(5)制得的钛酸钡锶湿凝胶加入老化液进行老化,干燥,得到钛酸钡锶气凝胶;(7)掺入氮源将氮源与步骤(6)制得的钛酸钡锶气凝胶按比例混合研磨,然后加入水进行超声分散;(8)N掺杂钛酸钡锶纳米颗粒的制备将步骤(7)超声分散所得混合液放入聚四氟乙烯的高压釜中水热反应,经干燥,即得到N掺杂钛酸钡锶湿凝胶;(9)N掺杂钛酸钡锶湿凝胶的老化及干燥将步骤(8)所制得的N掺杂钛酸钡锶湿凝胶加入老化液进行老化,然后干燥,得到N掺杂钛酸钡锶气凝胶。2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于步骤(1)中所述的醇溶剂为苯甲醇或异丙醇中的一种或两种的混合物。3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于步骤(1)中金属锶和金属钡的摩尔比为0.3~0.95;金属锶、钡的质量和醇溶剂的体积比为10~136.5g/L;步骤(1)中加热搅拌温度为30~80℃,搅拌时间为30~180m...
【专利技术属性】
技术研发人员:崔升,叶欣,沈晓冬,李砚涵,严文倩,
申请(专利权)人:南京工业大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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