一种用于紫外光催化降解的纳米材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种用于紫外光催化降解的纳米材料及其制备方法，属于光催化降解技术领域。本发明专利技术制备方法包括如下步骤：S1将无水乙醇与钛酸四丁酯混合得到溶液A；S2将沉淀剂、水混合后得到溶液B，将溶液A加入溶液B中，再加入有机酸和抑制剂形成胶体溶液；S3向胶体溶液加入锆源，然后进行水热反应，反应完毕后冷却得到混合液；S4向混合液中加入盐酸多巴胺的Tris溶液，混合均匀，过滤，收集滤饼、水洗、干燥得到所述的用于紫外光催化降解的纳米材料。本发明专利技术用于紫外光催化降解的纳米材料降解氨气的降解率高、且降解速度快；拓宽了可见光的光捕获效率，提高了光源利用率。提高了光源利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种用于紫外光催化降解的纳米材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及光催化降解
，尤其涉及一种用于紫外光催化降解的纳米材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]氨气是一种常见气体，它对接触的皮肤组织都有腐蚀和刺激作用。氨气对上呼吸道有刺激和腐蚀作用，可麻痹呼吸道纤毛和损害黏膜上皮组织，使病原微生物易于侵入，减弱人体对疾病的抵抗力。浓度过高时除腐蚀作用外，还可通过三叉神经末梢的反射作用而引起心脏停搏和呼吸停止。氨气的溶解度极高，所以常被吸附在皮肤黏膜和眼睑膜上，从而产生刺激和炎症。空气中氨气含量过高对环境及人体都会造成不良影响，因此采用光催化降解氨气成为一种有效降低氨气含量的方式。
[0003]光催化降解氨气与催化剂的类型息息相关。中国专利CN103170321A公开了一种用于光催化净化氨气的二氧化钛催化剂、制备方法及其用途，所述方法包括如下步骤：(1)将钛的有机化合物、HF溶液以及水混合均匀，得到混合溶液；(2)将混合溶液移入反应釜中，反应；(3)将反应产物洗涤，干燥，得到所述用于光催化净化氨气的二氧化钛催化剂。该专利技术以HF作为表面结构导向剂，钛的有机化合物作为钛源，使用水热合成的方法制备了暴露(001)晶面的二氧化钛，并与未加HF做结构导向剂的催化剂进行了对比，发现加入HF做结构导向剂的催化剂的催化性能得到了明显的提高，并优于商用催化剂P25的催化性能。
[0004]中国专利CN106492772A提供了一种二氧化钛纳米片与硅藻土复合光催化剂的制备方法，包括：预处理：将硅藻土置于容器中，加入去离子水与浓盐酸，在磁力搅拌下回流反应5h，然后抽滤，分别用去离子水、无水乙醇洗涤三次至无氯离子，在100℃温度下真空干燥后，得到预处理的硅藻土；制备光催化剂：将预处理的硅藻土分散于无水乙醇中，再加入四异丙醇钛后，转移至聚四氟乙烯内衬水热反应釜中，然后向反应器中逐滴加入氢氟酸，密封好聚四氟乙烯内衬水热反应釜，在160
‑
220℃下保温24
‑
50h，对反应得到的产物进行过滤、洗涤和干燥后，即得到二氧化钛纳米片与硅藻土复合光催化剂。该复合光催化剂实现两者强分散性和珠光性的优势互补，有效提高了降解甲醛的效率。
[0005]上述专利技术存在所制备的催化剂只能在紫外光照射的条件下催化氧化氨气的技术问题，在可见光下催化氧化氨气的效果较差。

技术实现思路

[0006]有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是现有技术中纳米TiO2光降解催化剂无法在可见光条件下有效地光催化降解氨气的问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了一种降解氨气效率高、制备过程简单、稳定性高的用于紫外光催化降解的纳米材料，该纳米材料的光响应范围可拓展至太阳光中的可见光。
[0008]为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用了如下的技术方案：
[0009]一种用于紫外光催化降解的纳米材料的制备方法，包括如下步骤：
[0010]S1将无水乙醇与钛酸四丁酯混合得到溶液A；
[0011]S2将沉淀剂、水混合后得到溶液B，将溶液A加入溶液B中，再加入有机酸和抑制剂形成胶体溶液；
[0012]S3向胶体溶液加入锆源，然后进行水热反应，反应完毕后冷却得到混合液；
[0013]S4向混合液中加入盐酸多巴胺的Tris溶液，混合均匀，过滤，收集滤饼、水洗、干燥得到所述的用于紫外光催化降解的纳米材料。
[0014]优选的，所述用于紫外光催化降解的纳米材料的制备方法，包括如下步骤：
[0015]S1在20
‑
40℃下将无水乙醇与钛酸四丁酯混合得到溶液A；
[0016]S2将沉淀剂、水混合后得到溶液B，将溶液A滴加入溶液B，滴加完毕后，在转速为400
‑
600rpm下搅拌反应0.5
‑
1h，再加入有机酸和抑制剂形成胶体溶液；
[0017]S3向胶体溶液加入锆源后置于带有聚四氟乙烯内衬的高压釜内，在100
‑
150℃下进行水热反应，反应时间为4
‑
6h，反应完毕后冷却至20
‑
40℃得到混合液；
[0018]S4向混合液中加入盐酸多巴胺的Tris溶液，反应10
‑
20h后，过滤，收集滤饼、水洗2
‑
3次、最后置于60
‑
80℃干燥箱中干燥10
‑
12h得到所述的用于紫外光催化降解的纳米材料。
[0019]进一步优选的，所述用于紫外光催化降解的纳米材料的制备方法，包括如下步骤：
[0020]S1在20
‑
40℃下将15
‑
20mL无水乙醇与6
‑
10mL钛酸四丁酯混合得到溶液A；
[0021]S2将2
‑
4g沉淀剂、20
‑
30g水混合后得到溶液B，将溶液A滴加入溶液B中，滴加完毕后，在转速为400
‑
600rpm下搅拌反应0.5
‑
1h，再加入1
‑
2g有机酸和1
‑
2g抑制剂形成胶体溶液；
[0022]S3向胶体溶液加入3
‑
5g锆源后置于带有聚四氟乙烯内衬的高压釜内，在100
‑
150℃下进行水热反应，反应时间为4
‑
6h，反应完毕后冷却至20
‑
40℃得到混合液；
[0023]S4向混合液中加入20
‑
30mL盐酸多巴胺的Tris溶液，反应10
‑
20h后，过滤，收集滤饼、水洗2
‑
3次、最后置于60
‑
80℃干燥箱中干燥10
‑
12h得到所述的用于紫外光催化降解的纳米材料。
[0024]优选的，所述步骤S2中沉淀剂为尿素、氨水、氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液中的一种或两种及两种以上的混合；
[0025]优选的，所述步骤S2中滴加速度为1
‑
2滴/秒；
[0026]优选的，所述步骤S2中有机酸为柠檬酸、酒石酸、醋酸、乙醇酸中的一种或两种及两种以上的混合；
[0027]优选的，所述步骤S2中抑制剂为聚乙二醇、硬脂酸醇、二乙醇胺、乙醇中的一种或两种及两种以上的混合；进一步优选的抑制剂为聚乙二醇；抑制剂的加入可以防止胶体团聚。
[0028]优选的，所述步骤S2中超声时间为1
‑
1.5h，超声功率为550～800W，超声频率为28～40kHz。
[0029]优选的，所述步骤S3中锆源为氧氯化锆、硝酸锆、硫酸锆、醋酸锆、锆氧体纳米材料中的一种或两种及两种以上的混合物。
[0030]本专利技术以氯化锌、氯锆源、氯化铁为原料制备了一种锆氧体纳米材料，锆氧体纳米材料由锌铁氧体形成的网络状内核及表面修饰的锆铁氧体组成。锆氧体纳米材料的内核呈本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于紫外光催化降解的纳米材料，其特征在于，包括如下步骤：S1将钛化合物溶解、过滤收集滤液得到钛化合物溶液；S2向钛化合物溶液中加入沉淀剂、水进行超声，再加入有机酸和抑制剂形成胶体溶液；S3向胶体溶液加入锆源，然后进行水热反应，反应完毕后冷却得到混合液；S4向混合液中加入盐酸多巴胺的Tris溶液，混合均匀，过滤，收集滤饼、水洗、干燥得到所述的用于紫外光催化降解的纳米材料；所述锆源为锆氧体纳米材料，其制备方法如下，以重量份计：将0.45
‑
0.60份氯化锌、0.60
‑
0.80份氯锆源、1.10
‑
1.45份氯化铁、0.035
‑
0.045份聚乙烯醇与65
‑
85份水混合，在55
‑
70℃下加热反应1.5
‑
4h；反应结束后过滤得滤饼，滤饼经水洗、丙酮洗、干燥，得到纯化沉淀物；将所述纯化沉淀物转移至650
‑
800℃煅烧处理1.5
‑
3h，得到锆氧体纳米材料。2.如权利要求1所述的用于紫外光催化降解的纳米材料，其特征在于，所述用于紫外光催化降解的纳米材料的制备方法，包括如下步骤：S1在20
‑
40℃下将无水乙醇与钛酸四丁酯混合得到溶液A；S2将沉淀剂、水混合后得到溶液B，将溶液A滴加入溶液B，滴加完毕后，在转速为400
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600rpm下搅拌反应0.5
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1h，再加入有机酸和抑制剂形成胶体溶液；S3向胶体溶液加入锆源后置于带有聚四氟乙烯内衬的高压釜内，在100
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150℃下进行水热反应，反应时间为4
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6h，反应完毕后冷却至20
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40℃得到混合液；S4向混合液中加入盐酸多巴胺的Tris溶液，反应10
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20h后，过滤，收集滤饼、水洗2
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3次、最后置于60
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80℃干燥箱中干燥10
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12h得到所述的用于紫外光催化降解的纳米材料。3.如权利要求1所述的用于紫外光催化降解的纳米材料，其特征在于，所述用于紫外光催化降解的纳米材料的制备方法，包括如下步骤：S1在20
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40...

【专利技术属性】
技术研发人员：张照荣，李远兵，
申请(专利权)人：杭州中科沐森环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：