一种改性LaNiO3钙钛矿型光解催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种改性LaNiO3钙钛矿型光解催化剂及其制备方法，属于光催化技术领域。该催化剂由铜离子B位掺杂到LaNiO3中得到，铜离子与镍离子的摩尔比为1

【技术实现步骤摘要】
一种改性LaNiO3钙钛矿型光解催化剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及光催化
，特别是涉及一种改性LaNiO3钙钛矿型光解催化剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着经济不断发展和工业化进程加快，人类合成了各种各样的化学品来满足各种工业产品日益增长的需求，而与此同时，也有越来越多的污染物被排放到了水体中，对水体环境造成了极大的破坏，废水污染是亟待解决的问题。目前，废水的处理方法主要有化学氧化法、物理吸附法、厌氧生物处理法等，但这些方法在实际应用中有很大的局限性，没有达到所希望的降解效果。
[0003]自1972年Fujishima和Honda在TiO2电极上发现了水的光解现象之后，基于利用太阳能技术的光催化技术应运而生，成为解决环境问题的最具前途的方法之一，并且在近半个世纪以来，光催化技术在多个领域都有非常显著的应用效果。
[0004]钙钛矿作为一种极具光催化应用潜力的半导体材料自光催化概念出现以来就受到人们的广泛关注。钙钛矿能够被用作光催化剂的原因，主要是由其独特的晶体结构和可调节的带隙所决定。钙钛矿中的阳离子种类和位置为改变和设计其能带结构带来了更多的可能性，并且会产生可调的带边点位，可以诱导不同光的催化反应，从而能够使材料实现更高的光催化效率。钙钛矿材料的结构和阳离子的可替代性和多样性，为提高光催化性赋予了极大的空间。
[0005]最近几年来，ABO3钙钛矿型氧化物在光催化方面的表现较为突出，其中，LaNiO3是一种性能优异的钙钛矿型复合氧化物材料，可用于印染废水的光催化降解。以LaNiO3钙钛矿型氧化物为基础制备改性材料，从而丰富用于印染废水降解的光催化剂种类，是本领域研究的重要内容。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种改性LaNiO3钙钛矿型光解催化剂及其制备方法，以解决上述现有技术存在的问题，使催化剂具有优异的光催化性能，同时合成条件简单。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0008]本专利技术提供一种改性LaNiO3钙钛矿型光解催化剂，所述催化剂是由铜离子B位掺杂到LaNiO3中得到。
[0009]进一步地，铜离子与镍离子的摩尔比为1
‑
5：5
‑
9；铜离子与镍离子总摩尔量与镧离子的摩尔量之比为1:1。优选的，铜离子与镍离子的摩尔比为1：9。
[0010]本专利技术还提供上述改性LaNiO3钙钛矿型光解催化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0011](1)按照铜离子与镍离子摩尔比1
‑
5：5
‑
9，铜离子与镍离子总摩尔量与镧离子摩尔量之比为1:1的比例，取硝酸镧和硝酸镍于水中混合溶解，然后加入硝酸铜水溶液，得到混合物；
[0012](2)搅拌状态下，向步骤(1)得到的混合物中加入十六烷基三甲基溴化铵，加热反应；
[0013](3)向步骤(2)的反应体系中加入络合剂，继续加热反应，静置，干燥，煅烧后得到所述改性LaNiO3钙钛矿型光解催化剂。
[0014]进一步地，步骤(2)和步骤(3)中所述加热反应的温度为80℃。
[0015]进一步地，所述十六烷基三甲基溴化铵与La
2+
和Ni
4+
的摩尔比为1：1：1。
[0016]进一步地，所述络合剂为柠檬酸，柠檬酸与La
2+
和Ni
4+
的摩尔比为1.5：1：1。
[0017]进一步地，所述静置的时间为24h；所述干燥的温度为180℃。
[0018]进一步地，所述煅烧过程为：先于400℃条件下煅烧2h，之后升温至750℃煅烧4h。
[0019]进一步地，升温过程的升温速率为5℃/min。
[0020]本专利技术公开了以下技术效果：
[0021]本专利技术采用溶胶凝胶法制备LaNiO3，在B位掺杂Cu，并进行表面改性处理，由此法制备的LaNi/CuO3材料有着优异的吸附和光催化性能，能够对有机污染物进行有效降解，从而很好的应用在印染业、纺织业等含有有机污染物、有色颜料较多的废水处理中，且主要成分来自于储量丰富的过渡金属原料，价格低廉，同时合成条件简单、二次污染小，具有巨大的使用价值和研究价值，符合绿色发展理念。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1为各实施例不同取代比例的LaNi1‑
x
Cu
x
O3光催化剂的XRD图；
[0024]图2为不同掺杂比例LaNi1‑
x
Cu
x
O3的SEM图；其中a为LaNi
0.9
Cu
0.1
O3，b为LaNi
0.8
Cu
0.2
O3，c为LaNi
0.7
Cu
0.3
O3，d为LaNi
0.5
Cu
0.5
O3；e为LaNi
0.6
Cu
0.4
O3；
[0025]图3为光催化剂LaNi
0.9
Cu
0.1
O3、LaNiO3和LaCuO3的XPS全谱图；
[0026]图4为不同掺杂量对LaNi1‑
x
Cu
x
O3的光催化效果的影响及反应拟一级动力学拟合图：图a为不同掺杂量LaNi1‑
x
Cu
x
O3光催化降解效果；图b为对应的光催化降解反应拟一级动力学拟合图；
[0027]图5为LaNi
0.9
Cu
0.1
O3催化剂对不同初始浓度甲基橙的降解效果及反应拟一级动力学拟合图：图a为LaNi
0.9
Cu
0.1
O3催化剂对不同初始浓度甲基橙的降解效果，图b为对应的光催化降解反应拟一级动力学拟合图；
[0028]图6为LaNi
0.9
Cu
0.1
O3催化剂的不同添加量对甲基橙降解效果的影响及对应的光催化降解反应拟一级动力学拟合图：图a为不同添加量LaNi
0.9
Cu
0.1
O3催化剂对甲基橙的降解效果，图b为对应的光催化降解反应拟一级动力学拟合图；
[0029]图7为LaNi
0.9
Cu
0.1
O3催化剂在不同pH环境下对甲基橙降解效果的影响及对应的光催化降解反应拟一级动力学拟合图；图a为不同pH下LaNi
0.9
Cu
0.1
O3催化剂对甲基橙的降解效果，图b为对应的光催本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性LaNiO3钙钛矿型光解催化剂，其特征在于，所述催化剂由铜离子B位掺杂到LaNiO3中得到。2.根据权利要求1所述的改性LaNiO3钙钛矿型光解催化剂，其特征在于，铜离子与镍离子的摩尔比为1
‑
5：5
‑
9；铜离子与镍离子总摩尔量与镧离子的摩尔量之比为1:1。3.如权利要求1
‑
2任一项所述改性LaNiO3钙钛矿型光解催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)按照铜离子与镍离子摩尔比1
‑
5：5
‑
9，铜离子与镍离子总摩尔量与镧离子摩尔量之比为1:1的比例，取硝酸镧和硝酸镍于水中混合溶解，然后加入硝酸铜水溶液，得到混合物；(2)搅拌状态下，向步骤(1)得到的混合物中加入十六烷基三甲基溴化铵，加热反应；(3)向步骤(2)的反应体系中加入络合剂，继续加热反应...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖寒，塔力哈尔，
申请(专利权)人：贵州民族大学，
类型：发明
国别省市：