一种复合光催化剂的制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种复合光催化剂的制备方法和应用，本方案通过将四氯化钛、十二烷基硫酸钠在特定的条件下按一定比例配制，再将溶液置于硫酸铵中加热反应可得到二氧化钛样品，二氧化钛暴露在紫外线的照射下时，会产生电子和空穴对，电子和空穴可在材料表面捕获，从而产生活性自由基，自由基与有机污染物发生反应，可将其催化氧化成可降解的水和二氧化碳，从而可对废气和废水进行净化，并且本方案在二氧化钛样品内掺杂有过渡金属离子，可使晶体结构产生缺陷，从而有效降低电子和空穴对的复合概率，保证复合光催化剂的催化活性，提高复合光催化剂的光催化效率，增强复合光催化剂处理废气、水污染的能力。水污染的能力。水污染的能力。

【技术实现步骤摘要】
一种复合光催化剂的制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及光催化剂
，更具体地说，涉及一种复合光催化剂的制备方法和应用。

技术介绍

[0002]光催化剂也叫光触媒，是一种以纳米级二氧化钛为代表的具有光催化功能的半导体材料的总称，光催化原理是基于光催化剂在光照的条件下具有的氧化还原能力，从而可以达到净化污染物、物质合成和转化等目的。
[0003]光催化剂光照条件下释放出电子空穴，促进反应的进行，可对污染物净化，但是目前的光催化剂技术难以保持二氧化钛较高的光催化活性，但是光照产生的电子空穴对容易复合而导致光催化剂失活，影响光催化剂的处理效果，导致光催化剂无法对处理大量的废气和废水进行处理，缩小了光催化剂的适用范围。
[0004]因此，针对上述技术问题，有必要提供一种复合光催化剂的制备方法和应用。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种复合光催化剂的制备方法和应用，以解决上述的问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术一实施例提供的技术方案如下：
[0007]一种复合光催化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0008]S1：准备四氯化钛溶液，将四氯化钛溶液逐滴加入PH调节剂中，再加入十二烷基硫酸钠，将溶液置于硫酸铵中加热反应得到二氧化钛样品；
[0009]S2：将二氧化钛样品处理后分散在去离子水中，获得中间物，加入适量的氨基酸和金属盐，搅拌均匀，调节混合物PH值，将混合物煮沸，待反应物冷却后，洗涤沉淀，最后高温煅烧使其晶化成为复合光催化剂。
[0010]作为本专利技术的进一步改进，所述S1中的四氯化钛溶液由无水乙醇和四氯化钛制成，向无水乙醇中加入四氯化钛，无水乙醇和四氯化钛重量比为3:2，搅拌30分钟直到溶液彻底均匀。
[0011]作为本专利技术的进一步改进，所述S1中的PH调节剂优先选用氨水，向蒸馏水中添加氨水，将PH值调至6
‑
7，使其具有弱酸性，将四氯化钛溶液逐滴加入PH调节剂中反应时保持搅拌。
[0012]作为本专利技术的进一步改进，所述四氯化钛溶液中加入十二烷基硫酸钠时需持续搅拌，四氯化钛与十二烷基硫酸钠的重量比为1:0.08
‑
0.1。
[0013]作为本专利技术的进一步改进，所述S2中向中间物加入氨基酸时需要搅拌均匀，让氨基酸充分吸附在二氧化钛表面。
[0014]作为本专利技术的进一步改进，所述S2中的金属盐可选用铁盐，或添加其他金属离子，如Cu2+、Fe3+、Ag+等。
[0015]作为本专利技术的进一步改进，所述S2中混合物的pH值需调整至4
‑
7之间。
[0016]作为本专利技术的进一步改进，所述S2中的将混合物煮沸，可将上述混合物装入反应釜中，放入在200度的热水浴中，反应时长为2小时。
[0017]作为本专利技术的进一步改进，所述S2中的对混合物洗涤时使用蒸馏水多次清洗，清洗完通过离心装置对沉淀物进行收集，收集后对其进行干燥煅烧。
[0018]一种复合光催化剂的应用，所述复合光催化剂应用于空气净化和废水净化处理。
[0019]相比于现有技术，本专利技术的优点在于：
[0020]本方案通过将四氯化钛、十二烷基硫酸钠在特定的条件下按一定比例配制，再将溶液置于硫酸铵中加热反应可得到二氧化钛样品，二氧化钛暴露在紫外线的照射下时，会产生电子和空穴对，电子和空穴可在材料表面捕获，从而产生活性自由基，自由基与有机污染物发生反应，可将其催化氧化成可降解的水和二氧化碳，从而可对废气和废水进行净化，并且本方案在二氧化钛样品内掺杂有过渡金属离子，可使晶体结构产生缺陷，从而有效降低电子和空穴对的复合概率，并且过渡金属离子的加入可以增强光催化剂的吸光能力，保证复合光催化剂的催化活性，提高复合光催化剂的光催化效率，增强复合光催化剂处理废气、水污染的能力。
附图说明
[0021]图1为本专利技术的一种复合光催化剂的制备方法和应用流程示意图。
具体实施方式
[0022]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0023]实施例1：
[0024]请参阅图1，一种复合光催化剂的制备方法和应用，包括以下步骤：
[0025]S1：准备四氯化钛溶液，四氯化钛溶液由无水乙醇和四氯化钛制成，向无水乙醇中加入四氯化钛，无水乙醇和四氯化钛重量比为3:2，搅拌30分钟直到溶液彻底均匀，可得到四氯化钛溶液，向蒸馏水中添加氨水得到PH调节剂，这里的氨水用于调整PH值，也可用氢氧化钠、链烷醇胺等其他调节剂替代，将PH调节剂的PH值调至6
‑
7，使其具有弱酸性，再将四氯化钛溶液逐滴加入PH调节剂中，四氯化钛溶液与PH调节剂相反应，反应过程中需保持搅拌，保证反应过程的稳定性，再加入十二烷基硫酸钠，四氯化钛与十二烷基硫酸钠的重量比为1:0.08
‑
0.1，将溶液置于硫酸铵中进行加热反应，反应时长为1小时，可得到二氧化钛样品，二氧化钛在紫外线的照射下可对废气和废水进行净化；
[0026]其中，无水乙醇不含水分，可避免四氯化钛直接与水发生反应，十二烷基硫酸钠可溶于水，具有较好的去污、乳化和发泡力，十二烷基硫酸钠对人体有一定的刺激作用，制备过程中需要注意安全防护，将溶液置于硫酸铵中反应时，需将温度控制在200度左右，反应后可获得二氧化钛样品，当二氧化钛处于较高的能带，即价带，而污染物处于较低的能带，即导带时，通过光催化作用可形成电子空穴对，使得氧分子被激发成氧自由基，将废气中的
VOCs、NOx等有机和无机物质直接氧化成无害的CO2、H2O等，在该过程中，所需的催化剂即二氧化钛能够在光照条件下产生电子空穴对，采用紫外线灯的光源来激活二氧化钛表面，引发反应，从而可对废气和废水进行净化。二氧化钛具有光化学性质稳定、催化效率高、氧化能力强、无毒无害的优点，此制作过程简单，成本低廉，可利用太阳光对卤代脂肪烃、卤代芳烃、有机酸类、硝基芳烃、取代苯胺、多环芳烃、杂环化合物、烃类、酚类、染料、表面活性剂、农药等进行光催化反应，最终生成无机小分子物质，从而可适用于有机磷农药废水处理，氯代有机物废水处理，含油废水处理，毛纺染整废水处理，印染废水处理；二氧化钛光催化剂也可对废气进行处理，如汽车废气：车辆尾气中的NOx、SOx等有害气体可以通过二氧化钛光催化剂被转化成无害的氮气和二氧化硫等物质；工业有机废气：如有机物溶液蒸发斜放路由产生的废气，包括挥发性有机化合物VOCs等，是二氧化钛光催化剂的另一个适用场景；室内空气污染物：室内家居装饰、家具材料和家电设备带来的污染物，如甲醛、苯等有机物和氨气等无机气体，二氧化钛光催化剂也可以进行转化和分解，且二氧化钛光催化剂无二次污染，使用较为环保。
[0027]S2：将二氧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合光催化剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：准备四氯化钛溶液，将四氯化钛溶液逐滴加入PH调节剂中，再加入十二烷基硫酸钠，将溶液置于硫酸铵中加热反应得到二氧化钛样品；S2：将二氧化钛样品处理后分散在去离子水中，获得中间物，加入适量的氨基酸和金属盐，搅拌均匀，调节混合物PH值，将混合物煮沸，待反应物冷却后，洗涤沉淀，最后高温煅烧使其晶化成为复合光催化剂。2.根据权利要求1所述的一种复合光催化剂的制备方法，其特征在于：所述S1中的四氯化钛溶液由无水乙醇和四氯化钛制成，向无水乙醇中加入四氯化钛，无水乙醇和四氯化钛重量比为3:2，搅拌30分钟直到溶液彻底均匀。3.根据权利要求1所述的一种复合光催化剂的制备方法，其特征在于：所述S1中的PH调节剂优先选用氨水，向蒸馏水中添加氨水，将PH值调至6
‑
7，使其具有弱酸性，将四氯化钛溶液逐滴加入PH调节剂中反应时保持搅拌。4.根据权利要求1所述的一种复合光催化剂的制备方法，其特征在于：所述四氯化钛溶液中加入十二烷基硫酸钠时需持续搅拌，四氯化钛与十二烷基硫酸钠的重...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈果，于雄胜，柳勇，孟俊，
申请(专利权)人：浙江绿疆环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：