一种负载型C,N,B共掺杂二氧化钛混晶光催化剂的制备方法及其产品和应用技术

本发明专利技术涉及一种负载型C,N,B共掺杂二氧化钛混晶光催化剂的制备方法及其产品和应用，即利用多孔泡沫金属作为催化剂载体，经喷涂法将非金属C，N，B共掺杂改性的TiO2混晶固定至载体上，利用载体的开孔和网状结构，提高催化剂的分散性，增加了光催化剂与有机污染物的接触面积，而且经C，N，B非金属共掺杂，有效缩小光催化剂的带隙，拓展光吸收范围至可见光区，促进水中有机污染物的去除。此外，本发明专利技术负载型催化剂有效解决了催化剂循环回用问题，对实际应用具有重要意义。具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种负载型C,N,B共掺杂二氧化钛混晶光催化剂的制备方法及其产品和应用


[0001]本专利技术涉及一种负载型C,N,B共掺杂二氧化钛混晶光催化剂的制备方法及其产品和应用，可以有效促进光生载流子分离效率，提高可见光催化有机污染物效率，用于污水处理领域。

技术介绍

[0002]二氧化钛具有成本低、无毒、化学稳定性好、光催化活性高等优点，被认为是降解水中低浓度有机污染物的理想光催化剂。TiO2以三种形式存在(锐钛矿、金红石和板钛矿) ，由于许多有机化合物的表面亲和力较低，纯金红石相的活性较低，而且与锐钛矿相比，光生电子
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空穴的复合率一般较高。研究表明，由于锐钛矿/金红石相之间的协同作用，利用锐钛矿/金红石相TiO2的异质结结构可以提高这类混合物的光催化活性。然而，TiO2的宽带隙局限于紫外光激发，而太阳光的可见光部分被抑制了。因此，如何更好地利用潜在的巨大可见光能量，提高光催化效率是一个复杂的问题。用 N，B，S，C，F等非金属离子掺杂TiO2是缩小TiO2带隙，扩大光响应范围到可见光区的有效途径。
[0003]目前，光催本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种负载型C,N,B共掺杂二氧化钛混晶光催化剂的制备方法，其特征在于，以多孔泡沫金属材料作为多孔载体，经喷涂法将非金属C，N，B共掺杂改性的TiO2混晶固定至该载体上，包括以下步骤：（1）在磁力搅拌下，将20mLTBT溶于40mL无水乙醇中；（2）按照体积比为1:1将去离子水和冰醋酸加入至40mL无水乙醇中，充分搅拌均匀后，再向其中加入尿素和硼酸，继续搅拌；（3）按葡萄糖：尿素：硼酸：二氧化钛的摩尔比为（0.5～1）：（1～2）:0.05:1加入葡萄糖粉体，分散于10ml去离子水中，搅拌均匀后滴加至（2）中，调节体系pH为3，待混合均匀后将溶液逐滴滴加至（1）中，混合均匀后，静置陈化，与30℃下干燥1h后再继续升温至80℃干燥得干凝胶；（4）将干凝胶转移至球磨机中球磨后，得到C,N,B共掺杂TiO2前驱体粉体材料；（5）称取一定量C,N,B共掺杂TiO2前驱体粉体材料，分散于无水乙醇中，搅拌分散；（6）按照多孔载体与C,N,B共掺杂TiO2前驱体的质量比为（10～15）：1称取活化好的多孔载体，利用喷枪先将无机粘结剂喷涂在载体表面，随后将分散好的C,N,B共掺杂TiO2前驱体溶液喷涂至载体上；（7）喷涂结束后先于常温下干燥，随后转移至马弗炉中350～500℃焙烧 2h，焙烧结束，即得到负载型C,N,B共掺杂TiO2混晶光催化剂。2.根据权利要求1所述的一种负载型C,N,B共掺杂二氧化钛混晶光催化剂的制备方法，其特征在于，所述的球磨转速为600r/min，球磨时间为1～2h。3.根据权利要求1所述的一种负载型C,N,B共掺杂二氧化钛混晶光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（6）中，喷枪流量为40mL/min，喷涂次数为2～4次。4.根据权利要求1所述的一种负载型C,N,B共掺杂二氧化钛混晶光催化剂的制备方法，其特征在于，所述的多孔载体为泡沫铜或泡沫镍中的一种。5.根据权利要求1至4任一项所述的一种负载型C,N,B共掺杂二氧化钛混晶光催化剂的制备方法，其特征在于，按以下步骤制备：（1）在磁力搅拌下，将20mLTBT溶于40mL无水乙醇中；（2）按照体积比为1:1将去离子水和冰醋酸加入至40mL无水乙醇中，充分搅拌均匀后，再按照摩尔比为1:0.05向其中加入尿素和硼酸，继续搅拌；（3）按照葡萄糖：尿素：硼酸：二氧化钛的摩尔比为0.5:1:0.05:1加入葡萄糖粉体，分散于10ml去离子水中，搅拌均匀后滴加至（2）中，调节体系pH为3左右，待混合均匀后将溶液逐滴滴加至（1）中，混合均匀后，静置陈化，于30℃下干燥1h后再继续升温至80℃干燥得干凝胶；（4）将干凝胶转移至球磨机中，控制球磨转速600r/min和球磨时间为1h，球磨结束后，得到C,N,B共掺杂TiO2前驱体材料；（5）称取一定量C,N,B共掺杂TiO2前驱体粉体材料，分散于无水乙醇中，搅拌分散；（6）按照质量比10:1称取活化好的多孔载体，利用喷枪先将无机粘结剂喷涂在载体表面，随后将分散好的C,N,B共掺杂TiO2前驱体溶液喷涂至载体上，控制喷枪流量40mL/min和喷2次数；（7）喷涂结束后先于常温下干燥，随后转移至马弗炉中350～500℃焙烧，焙烧结束，即
得到负载型C,N,B共掺杂TiO2混晶光催化剂。6.根据权利要求1至4任一项所述的一种负载型C,N,B共掺杂二氧化钛混晶光催化剂的制备方法，其特征在于，按以下步骤制备：（1）在磁力搅拌下，将20mLTBT溶于40mL无水乙醇中；（2）按照体积比为1:1将去离子水和冰醋酸加入至40mL无水乙醇中，充分搅拌均匀后，再按照摩尔比为2:0.05向其中加入尿素和硼酸，继续搅拌；（3）按照葡萄糖：尿素：硼酸：二氧化钛的摩尔比为0.5:2:0.05:1加入葡萄糖粉体，分散于10ml去离子水中，搅拌均匀后滴加至（2）中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔大祥，童琴，赵昆峰，蔡婷，陈晓彤，
申请(专利权)人：上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：