一种累托石复合光催化剂制造技术

本发明专利技术涉及杂型纳米累托石晶体催化剂制备技术领域，尤其涉及累托石复合光催化剂

【技术实现步骤摘要】
一种累托石复合光催化剂、其制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及杂型纳米累托石晶体催化剂制备
，尤其涉及一种累托石复合光催化剂
、
其制备方法及应用
。

技术介绍

[0002]随着科技的不断提高，人们对环境的破坏也日益严重，如果不及时治理，将对人们的日常生活产生严重的影响
。
近年来，以吸附剂材料作为载体，在其表面或内部负载光催化剂，形成新的复合材料，在增加吸附材料应用范围的同时，可通过光催化作用，有效缓解环境污染
。TiO2等光催化剂具有较强的氧化性能，可有效降解水中有机物，使其完全转化为
H2O、CO2等简单无机物质
。
该光催化氧化处理技术在环境污染控制方面具有良好的发展前景
。
[0003]累托石
(REC)
是一种较为罕见的层状硅酸盐粘土矿物，它的主要结构是由钠云母与蒙托石单元层有顺序的集聚而成，该层状结构使得累托石拥有良好的吸附性能
。
另外，累托石具有以下结构特点：
(1)
层电荷相对较低，更容易脱离；
(2)
同时含有云母层和蒙脱土层，形成纳米微粒时，云母层和蒙脱土层可能会分离，产生不同于蒙脱土的新特性；
(3)
有较为稳定的云母层，比蒙脱土有突出的热稳定性和耐高温性
。
二氧化钛
(TiO2)
在自然界中是一种白色固态氧化物，具有无毒
、
透明度好
、
亮度好<br/>、
附着性强的特点，在工业上广泛用作无机颜料
。
二氧化钛作为一种
n
型半导体，由于其原子排列的不同，主要有锐钛矿
、
金红石和板岩三种晶型
。
锐钛矿
、
金红石和板岩由于其不同的晶体结构而具有不同的理化性质
。
不同晶体结构的二氧化钛的空间对称性和由
XRD
数据导出的具有细胞参数的二氧化钛晶体形态属于正交晶系的八面体结构，是一个亚稳态
。
板钛矿
TiO2晶格结构并不稳定，在高温中容易转化为金红石
。
因此，板钛矿
TiO2研究价值很小
。
锐钛矿
TiO2和金红石
TiO2都属于四方晶系
。
相比于锐钛矿
TiO2，金红石
TiO2原子排列更紧凑，折射率更高，因此呈现更高的分散光线能力
。
因此，在工业生产中金红石
TiO2是非常重要的白色涂料之一
。
锐钛矿
TiO2光催化活性相比前两种晶体材料会更好，在光催化降解以及制氢等领域有广阔的应用前景
。
目前，制备
TiO2的方法主要采用溶胶
‑
凝胶法，即将钛盐类的物质在一定条件下发生水解反应，会得到均匀透明的溶胶，将溶胶再进行进一步的反应及静置处理，可将溶胶转换为凝胶，最后再通过去湿和高温处理，可合成出纳米
TiO2。
但是单纯以
TiO2与累托石混合作为光催化体系，会引起光生电子分布不均，光催化效果减弱等缺点
。
如果将贵金属引入
TiO2光催化体系作为光生电子的接收，则可以促进复合系统的界面表面的载流子输运，光生电子聚集在金属表面上，并在
TiO2表面留下空穴以防止催化剂电子和空穴的复合，可以提高催化剂的光催化活性
。
[0004]至今为止，国内外很多研究人员针对复合材料对有机染料的吸附性能以及光催化性能进行了大量研究，但其光催化效率并不高，就如何进一步提高其光催化性能的研究还较少
。
因此，以
REC
作为载体，采用溶胶凝胶法，在其表面负载
TiO2以及贵金属
Ag
，以提高复合材料的光催化性能，并通过吸附实验以及光催化降解实验探究其对有机染料的处理能力，这将在有机废水治理领域彰显其应用价值
。

技术实现思路

[0005]针对上述现有技术存在的不足，本专利技术提供了一种累托石复合光催化剂
、
其制备方法及应用，以溶胶凝胶法高效可控地合成了累托石
‑
二氧化钛
‑
Ag
光催化复合材料，实现了累托石
‑
二氧化钛
‑
Ag
光催化复合材料对有机染料废水的处理，具有良好的吸附和光催化性能
。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术一方面提供了一种累托石复合光催化剂的制备方法，包括：
[0007]步骤一：将无水乙醇
、
去离子水及冰醋酸依次加入到第一容器中，通过向所述第一容器中加入浓硝酸以控制溶液的
pH
值为3；
[0008]步骤二：将硝酸银加入所述第一容器中，室温下，搅拌，得到均匀的第一混合溶液；
[0009]步骤三：取第二容器，向其中加入无水乙醇
、
钛酸丁酯
、
累托石，搅拌，将其混合均匀得到第二混合溶液；
[0010]步骤四：将所述第一混合溶液放到机械搅拌器上搅拌，将所述第二混合溶液缓慢滴入到所述第一混合溶液中，搅拌，得到淡黄色溶胶；
[0011]步骤五：将所述淡黄色溶胶置于常温下陈化，得到半透明凝胶，将其转移到培养皿内，并在鼓风干燥箱内干燥，得到淡黄色颗粒，研磨成粉末，煅烧，得到
REC
‑
TiO2‑
Ag
复合材料，即累托石复合光催化剂
。
[0012]在其中一些实施例中，所述步骤一具体包括：将
30mL
无水乙醇
、10mL
去离子水及
4mL
冰醋酸依次加入到
150mL
的烧杯中，通过向烧杯中加入浓硝酸以控制溶液
pH
值为
3。
[0013]在其中一些实施例中，所述步骤二具体包括：称取硝酸银
8.50g
放入上述
150mL
的烧杯中，在室温下，机械搅拌
25min
，得到均匀的第一混合溶液
。
[0014]在其中一些实施例中，所述步骤三具体包括：取一容积为
100mL
的烧杯，向其中加入
30mL
无水乙醇，
15mL
钛酸丁酯，
6g
累托石，机械搅拌
20min
，将其混合均匀得到第二混合溶液
。
[0015]在其中一些实施例中，所述步骤五具体包括：将所述淡黄色溶胶置于常温下陈化
24h
得到半透明凝胶，将其转移到培养皿内，并在鼓风干燥箱内干燥
12h
，得到淡黄色颗粒，研磨成粉末，在
300℃
下煅烧
2h...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种累托石复合光催化剂的制备方法，其特征在于，包括：步骤一：将无水乙醇
、
去离子水及冰醋酸依次加入到第一容器中，通过向所述第一容器中加入浓硝酸以控制溶液的
pH
值为3；步骤二：将硝酸银加入所述第一容器中，室温下，搅拌，得到均匀的第一混合溶液；步骤三：取第二容器，向其中加入无水乙醇
、
钛酸丁酯
、
累托石，搅拌，将其混合均匀得到第二混合溶液；步骤四：将所述第一混合溶液放到机械搅拌器上搅拌，将所述第二混合溶液缓慢滴入到所述第一混合溶液中，搅拌，得到淡黄色溶胶；步骤五：将所述淡黄色溶胶置于常温下陈化，得到半透明凝胶，将其转移到培养皿内，并在鼓风干燥箱内干燥，得到淡黄色颗粒，研磨成粉末，煅烧，得到
REC
‑
TiO2‑
Ag
复合材料，即累托石复合光催化剂
。2.
根据权利要求1所述的累托石复合光催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤一具体包括：将
30mL
无水乙醇
、10mL
去离子水及
4mL
冰醋酸依次加入到
150mL
的烧杯中，通过向烧杯中加入浓硝酸以控制溶液
pH
值为
3。3.
根据权利要求2所述的累托石复合光催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤二具体包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：王栋，杜园园，王瑞雪，付颖，刘金城，李瑞琦，
申请(专利权)人：齐鲁理工学院，
类型：发明
国别省市：