一种掺杂型制造技术

本发明专利技术公开了一种掺杂型

【技术实现步骤摘要】
一种掺杂型ZrO2类球状微纳结构粉体的制备方法及其制得的产品


[0001]本专利技术涉及光催化剂
，尤其涉及一种掺杂型
ZrO2类球状微纳结构粉体的制备方法及其制得的产品
。

技术介绍

[0002]随着人口的不断增长以及工业和农业不断地前进，世界上淡水资源中有机污染物不断上升
。
其中，工业废水排放的污染物中大多数都伴随着各种颜色和有毒性质，废水染料的排放已经给很多国家的水资源造成严重污染，这些染料的去除和净化淡水资源已迫在眉睫
。
然而，传统的水处理方法效率低
、
处理过程复杂，还存在二次污染等多种问题
。
光催化技术的应运而生，为水污染技术提供了一种新型绿色途径，纳米光催化剂在光催化
显示出巨大潜力和长久的生命力
。
但常规的纳米催化剂存在着制备工艺复杂，易团聚
、
难回收及光能利用率低等问题
。
因此，寻求一些新型且高效，制备工艺简单的光催化剂对于环境保护和水污染治理均具有非常重要的社会价值
。
[0003]ZrO2同时具有酸性位和碱性位，且其既具有氧化性又具有还原性，它是
P
型半导体，易产生氧空位，可作为光催化剂降解有机物，因此
ZrO2催化剂具有广阔的应用前景
。
但是氧化锆制备方法复杂，成本较高；导电能力差
、
禁带宽度大
、
无法吸收可见光等缺点限制了它在光催化领域的应用，因此寻找一种简单制备氧化锆微球的工艺方法，既能解决纳米光催化剂难回收的问题，又使氧化锆由紫外区移到可见光区域从而解决光能利用率低等问题就显得十分有意义
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种操作方法简单
、
成本低的掺杂型
ZrO2类球状微纳结构粉体的制备方法，通过溶剂热法利用羽毛表面所含丰富羟基等特性使其形成球形，并将
Fe
和
Ag
共掺使其拓宽到可见光范围，从而获得具有优异的可见光光催化性能
、
同时便于回收可多次重复使用的
ZrO2类球状微纳结构粉体光催化剂材料
。
本专利技术的另一目的在于提供利用上述掺杂型
ZrO2类球状微纳结构粉体的制备方法制得的产品
。
[0005]本专利技术的目的通过以下技术方案予以实现：
[0006]本专利技术提供的一种掺杂型
ZrO2类球状微纳结构粉体的制备方法，包括以下步骤：
[0007](1)
将活性羽毛加入蒸馏水和乙醇中，按照摩尔比活性羽毛
∶
蒸馏水
∶
乙醇＝
1∶50
～
100∶5
～
12
，搅拌至均匀，得到含羽毛的前驱体溶液
A
；
[0008](2)
将八水氯氧化锆
、
铁的化合物和硝酸银溶解于蒸馏水中，然后加入乙醇，搅拌至均匀得到溶液
B
，按照摩尔比八水氯氧化锆
∶
蒸馏水
∶
乙醇
∶
铁的化合物
∶
硝酸银＝
1∶10
～
30∶5
～
15∶0.01
～
0.03∶0.01
～
0.03
；
[0009](3)
按照质量比活性羽毛
∶
八水氯氧化锆＝
1∶80
～
170
，将所述溶液
B
在搅拌状态下加入含羽毛的前驱体溶液
A
中，加入碱性溶液调节体系
pH
值为
10
～
11
，搅拌混合后，放于水
热釜中，在
180
～
200℃
下保温
24
～
36h
，反应产物用乙醇和蒸馏水洗涤后，在真空箱中进行干燥，即得到掺杂
Fe
和
Ag
的
ZrO2类球状微纳结构粉体
。
[0010]上述方案，本专利技术所述活性羽毛是将废弃羽毛用蒸馏水和乙醇溶液浸泡后，经过滤和干燥后制得，废弃羽毛为鸡毛
、
鸭毛或鹅毛
。
所述铁的化合物为硝酸铁
、
氯化铁或硫酸铁
。
所述碱性溶液为氨水
、NaOH、KOH
中的一种或其组合
。
所述步骤
(3)
中搅拌混合的时间为
10
～
15min
；反应产物用乙醇和蒸馏水共洗涤6～9次；干燥温度为
60
～
80℃。
[0011]本专利技术利用上述掺杂型
ZrO2类球状微纳结构粉体的制备方法制得的产品
。
[0012]本专利技术具有以下有益效果：
[0013](1)
本专利技术采用廉价原料通过溶剂热法制备了类球状
ZrO2微纳结构粉体，利用活性羽毛表面的羟基键促使溶液中的
ZrO2粒子聚集从而形成尺寸较大的类球状结构
。
由于其组成单元为纳米颗粒，不仅保留了纳米结构的高光催化活性，而且通过
Fe、Ag
掺杂工艺，使其晶格畸变促使可见光利用率得以大幅度提高，从而获得了
ZrO2高效可见光光催化剂
(
其可见光下的降解效率
K
为
0.01782
～
0.01884min
‑1)。
本专利技术工艺路线简单，无需特殊装置，便于操作，所制备的掺杂改性
ZrO2粉体可控性强，具有优异的可见光光催化性能，同时便于回收，可多次重复使用
。
[0014](2)
本专利技术填补了有关球状
ZrO2微纳结构粉体的制备
、
结构和特性研究的空白，对于
ZrO2光催化技术的研究
、
应用和发展具有重要的意义
。
附图说明
[0015]下面将结合实施例和附图对本专利技术作进一步的详细描述：
[0016]图1是本专利技术实施例制得的掺杂型
ZrO2类球状微纳结构粉体与对比例纯
ZrO2的
X
射线衍射图谱；
[0017]图2是本专利技术实施例制得的掺杂型
ZrO2类球状微纳结构粉体的扫描电镜照片
(a
：
5000
倍；
b
：
10000
倍
)
；
[0018]图3是本专利技术实施例制得的掺杂型
ZrO2类球状微纳结构粉体的透射电镜照片；
[0019]图4是本专利技术实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种掺杂型
ZrO2类球状微纳结构粉体的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)
将活性羽毛加入蒸馏水和乙醇中，按照摩尔比活性羽毛
∶
蒸馏水
∶
乙醇＝
1∶50
～
100∶5
～
12
，搅拌至均匀，得到含羽毛的前驱体溶液
A
；
(2)
将八水氯氧化锆
、
铁的化合物和硝酸银溶解于蒸馏水中，然后加入乙醇，搅拌至均匀得到溶液
B
，按照摩尔比八水氯氧化锆
∶
蒸馏水
∶
乙醇
∶
铁的化合物
∶
硝酸银＝
1∶10
～
30∶5
～
15∶0.01
～
0.03∶0.01
～
0.03
；
(3)
按照质量比活性羽毛
∶
八水氯氧化锆＝
1∶80
～
170
，将所述溶液
B
在搅拌状态下加入含羽毛的前驱体溶液
A
中，加入碱性溶液调节体系
pH
值为
10
～
11
，搅拌混合后，放于水热釜中，在
180
～
200℃
下保温
24
...

【专利技术属性】
技术研发人员：董伟霞，李萍，徐晨浪，包启富，顾幸勇，
申请(专利权)人：景德镇陶瓷大学，
类型：发明
国别省市：