一种多相二氧化钛/泡沫镍的光催化材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种多相二氧化钛/泡沫镍的光催化材料的制备方法。该光催化材料将多相二氧化钛负载到镍网上，利用柠檬酸液、盐酸液以及聚乙二醇控制钛源水解，以及后续的煅烧处理来进一步控制二氧化钛的晶体结构。本发明专利技术制备方法简单、能耗低、原料成本低，催化剂产率高、可固载、易回收，有利于实现产业化生产。有利于实现产业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种多相二氧化钛/泡沫镍的光催化材料的制备方法


[0001]本专利技术涉及光催化
，特别是涉及一种多相二氧化钛/泡沫镍的光催化材料的制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着经济发展速度加快，在生产中对环境污染的破坏程度也逐渐增加。但随着国民环保意识逐渐增强，国家对节能环保事业发展投入大量资源，环保机构对各大企业加工流程中的废水、污水和废气的排放把控更加严格。所以开发一种绿色高效能够全面降解污染物的光催化剂是十分有必要的。
[0003]二氧化钛是一种研究最广泛的光催化材料，具有绿色环保、价格低廉、化学性质稳定以及催化活性高等特点，其在净化空气、降解有机物、治理水污染、等方面有着良好的作用。目前，以TiCl4为原料，气相喷洒生产P25型锐钛矿/金红石二氧化钛的方法已经实现商业生产，其在光催化降解有机废水以及有害气体方面都展示出了优异的性能效果，但是P25型二氧化钛的比表面积较小、分散性差、稳定性差、生产成本高并且催化剂难回收，制约了其降对光催化降解领域的发展。

技术实现思路

[0004]本专利技术主要目的是提供一种成本低廉、性质稳定、高效、可固载、易回收的多相二氧化钛光催化材料及其制备方法，这对二氧化钛的产业化发展具有十分重大的现实意义。
[0005]所述的一种多相二氧化钛/泡沫镍的光催化材料的制备方法，其技术方案包括以下步骤：
[0006](1)泡沫镍预处理：将泡沫镍剪成4cm2大的正方形镍网，用砂纸打磨10min，除去表面氧化层，然后依次将打磨后的镍网置于稀盐酸、去离子水、丙酮、乙醇、去离子水中，每次超声15min，然后在70℃下进行3-12h的真空干燥；
[0007](2)泡沫镍上负载二氧化钛前驱体：将柠檬酸溶液、盐酸溶液与聚乙二醇混合均匀，将其转移到三颈烧瓶中，将预处理后的泡沫镍用一个吊绳拴住，悬挂在三颈烧瓶中央，使得混合液高过泡沫镍的位置；然后在磁力搅拌下，在另一端将钛源逐滴滴加进三颈烧瓶中，匀速搅拌30min；搅拌均匀后，进行加热处理；然后取出负载二氧化钛的泡沫镍，用去离子水缓慢地清洗泡沫镍四周不牢固的二氧化钛粉体，再进行真空干燥；
[0008](3)泡沫镍上负载多相二氧化钛：将步骤(2)所制得的泡沫镍上负载二氧化钛前驱体置于管式炉中，并通入氮气，然后进行煅烧处理。
[0009]作为上述技术方案的优选，本专利技术提供的一种多相二氧化钛/泡沫镍的光催化材料的制备方法进一步包括下列技术特征的部分或全部：
[0010]优选地，所述的泡沫镍预处理步骤需要材料现用现处理。
[0011]优选地，所述的柠檬酸溶液浓度为1-6mol/L。
[0012]优选地，步骤2所述的盐酸溶液浓度为1-10mol/L。
[0013]优选地，步骤2所述的钛源为钛酸异丙酯，钛酸四丁酯、四氯化钛、三氯化钛、硫酸钛、硫酸氧钛。
[0014]优选地，步骤2所述的柠檬酸溶液、盐酸溶液、聚乙二醇、四氯化钛的体积比为(1-3):(1-3):(5-20):(1-5)。
[0015]优选地，步骤2所述的加热条件为100-120℃下反应2-12h。
[0016]优选地，步骤3所述的煅烧条件为煅烧温度300-400℃，煅烧时间2-5h。
[0017]优选地，所述的一种多相二氧化钛/泡沫镍的光催化材料作为光催化剂应用于光催化降解领域。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有如下有益效果：
[0019]1、本专利技术将多相二氧化钛负载到泡沫镍上，使得该材料整体具有较高的表面积，增大了材料与光降解染液和光降解气体的接触面积，减小了材料因团聚、飘散等因素造成的不必要的损失，并且还解决了材料回收困难的问题。
[0020]2、本专利技术所制备的一种多相二氧化钛/泡沫镍的光催化材料是由锐钛矿二氧化钛、金红石二氧化钛、板钛矿二氧化钛共同组成的，三者相互协同合作，促进了电子和空穴在各晶体结构的二氧化钛之间的转移，有效的提高了电子-空穴分离效率，进一步导致材料具有高的光催化活性，其不仅能有效降地解罗丹明B染液，还能高效地降解丙酮。该光催化材料降解罗丹明B染液的速率约为P25的1-2倍，降解丙酮的速率约为P25的2.5-3倍。
具体实施方式
[0021]为能进一步了解本专利技术的
技术实现思路
、特征及其优点，通过以下实施例以及对比例来进一步阐述。
[0022]实施例1
[0023]一种多相二氧化钛/泡沫镍的光催化材料的制备方法，具体步骤如下：
[0024](1)泡沫镍预处理：将泡沫镍剪成4cm2大的正方形镍网，用砂纸打磨10min，除去表面氧化层，然后依次将打磨后的镍网置于稀盐酸、去离子水、丙酮、乙醇、去离子水中，每次超声15min，然后在70℃下进行6h的真空干燥；
[0025](2)泡沫镍上负载二氧化钛前驱体：将3mL柠檬酸溶液、3mL盐酸溶液与5mL聚乙二醇混合均匀，将其转移到三颈烧瓶中，将预处理后的泡沫镍用一个吊绳拴住，悬挂在三颈烧瓶中央，使得混合液高过泡沫镍的位置；然后在磁力搅拌下，在另一端将5mL钛酸四丁酯逐滴滴加进三颈烧瓶中，匀速搅拌30min；搅拌均匀后，进行加热处理；然后取出负载二氧化钛的泡沫镍，用去离子水缓慢地清洗泡沫镍四周不牢固的二氧化钛粉体，再进行真空干燥；
[0026](3)泡沫镍上负载多相二氧化钛：将步骤(2)所制得的泡沫镍上负载二氧化钛前驱体置于管式炉中，通入氮气，在350℃下进行2h煅烧。
[0027]实施例2
[0028]一种多相二氧化钛/泡沫镍的光催化材料的制备方法，具体步骤如下：
[0029](1)泡沫镍预处理：将泡沫镍剪成4cm2大的正方形镍网，用砂纸打磨10min，除去表面氧化层，然后依次将打磨后的镍网置于稀盐酸、去离子水、丙酮、乙醇、去离子水中，每次超声15min，然后在70℃下进行6h的真空干燥；
[0030](2)泡沫镍上负载二氧化钛前驱体：将3mL柠檬酸溶液、3mL盐酸溶液与10mL聚乙二
醇混合均匀，将其转移到三颈烧瓶中，将预处理后的泡沫镍用一个吊绳拴住，悬挂在三颈烧瓶中央，使得混合液高过泡沫镍的位置；然后在磁力搅拌下，在另一端将5mL四氯化钛逐滴滴加进三颈烧瓶中，匀速搅拌30min；搅拌均匀后，进行加热处理；然后取出负载二氧化钛的泡沫镍，用去离子水缓慢地清洗泡沫镍四周不牢固的二氧化钛粉体，再进行真空干燥；
[0031](3)泡沫镍上负载多相二氧化钛：将步骤(2)所制得的泡沫镍上负载二氧化钛前驱体置于管式炉中，通入氮气，在350℃下进行2h煅烧。
[0032]实施例3
[0033]一种多相二氧化钛/泡沫镍的光催化材料的制备方法，具体步骤如下：
[0034](1)泡沫镍预处理：将泡沫镍剪成4cm2大的正方形镍网，用砂纸打磨10min，除去表面氧化层，然后依次将打磨后的镍网置于稀盐酸、去离子水、丙酮、乙醇、去离子水中，每次超声15min，然后在70℃下进行6h的真空干燥；
[0035](2)泡本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多相二氧化钛/泡沫镍的光催化材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：(1)泡沫镍预处理：将泡沫镍剪成4cm2大的正方形镍网，用砂纸打磨10min，除去表面氧化层，然后依次将打磨后的镍网置于稀盐酸、去离子水、丙酮、乙醇、去离子水中，每次超声15min，然后在70℃下进行3-12h的真空干燥；(2)泡沫镍上负载二氧化钛前驱体：将柠檬酸溶液、盐酸溶液与聚乙二醇混合均匀，将其转移到三颈烧瓶中，将预处理后的泡沫镍用一个吊绳拴住，悬挂在三颈烧瓶中央，使得混合液高过泡沫镍的位置；然后在磁力搅拌下，在另一端将钛源逐滴滴加进三颈烧瓶中，匀速搅拌30min；然后在120℃下反应2-12h；然后取出负载二氧化钛的泡沫镍，用去离子水缓慢地清洗泡沫镍四周不牢固的二氧化钛粉体，再进行真空干燥；(3)泡沫镍上负载多相二氧化钛：将步骤(2)所制得的泡沫镍上负载二氧化钛前驱体置于管式炉中，并通入氮气，然后进行煅烧处理。2.根据权利要求1所述的一种多相二氧化钛/泡沫镍的光催化材料的制备方法，其特征在于，步骤1所述的泡沫镍预处理步骤需要材料现用现处理。3.根据权利要求1所述的一种多相二氧化钛/泡...

【专利技术属性】
技术研发人员：李贝格，
申请(专利权)人：杭州靖舒新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：