【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光催化剂材料合成，具体是涉及一种钛镧体系复合香蕉皮碳基光催化剂及其制备方法与应用。
技术介绍
1、钛镧体系是指过渡金属元素钛和稀土元素镧共存的光催化体系。其中，钛镧体系的核心优势在于镧基元素及化合物具有特殊的4f电子结构，具有独特的光电性能，是理想的掺杂剂。在与同样具有优异光催化性能的钛元素材料掺杂或复合以后，会有助于促进光生载流子的分离和转移，而且能够对活性基团进行调整。其中镧系元素的f-轨道可以与路易斯基质(酸、胺、醛类、醇类和硫醇类等)结合，钛镧体系这种结合可以把有机污染物吸附在光催化剂表面，大大提升其催化效率。但是，由于单体光催化剂吸收阈值低、紫外光利用率低、光生电子-空穴易复合、实际应用效果不理想等限制其产业发展的问题。
2、氧化氯化镧(laocl)是镧系化合物的一种，是p型半导体，具有四边形结构，在光学器件、热催化和传感器等领域得到了广泛的应用，由于其对水分子的高亲和力和预活化能力，在光催化降解水中有机污染物领域，具有极大的理论优势。然而纯laocl在正常环境温度下对200至600nm的光的吸收可以忽略不计，这严重限制了其在光降解有机污染物中的应用。
3、受益于钛镧体系的经验，可以使其与光催化能力得到普遍认可的钛元素材料二氧化钛掺杂。目前，钛镧体系的掺杂主要采取溶胶-凝胶法，该过程需要使用成本较高的钛醇盐(钛酸丁酯等)和大量的有机溶剂(甲醇和乙醇等)做原料与合成介质，而且其产物具有团聚、大小不均一、比表面积低下、化学同质性差等问题。这些问题都会导致laocl复合tio2的光催化性
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决当前钛镧体系制备方法繁琐，价格高昂、能耗高、污染大、纯度低、性能同质化差等问题，提供了一种钛镧体系复合香蕉皮碳基光催化剂及其制备方法与应用。
2、为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：
3、一种钛镧体系复合香蕉皮碳基光催化剂的制备方法，利用香蕉皮碳bc、硝酸镧和二氧化钛在加热条件下反应生成tio2-laocl@bc光催化剂，具体包括以下步骤：
4、①将香蕉皮烘干后，使用粉碎器粉碎，随后放置于加热炉中，在惰性气体保护下，在加热炉中以5～20℃/min的升温速率升至500～800℃，保温0.1～10h碳化后，进行酸浸泡、抽滤、水洗、干燥处理，即可得到香蕉皮碳bc；
5、②将香蕉皮碳bc、硝酸镧和二氧化钛按照摩尔比600：1～20：1～20均匀混合，随后将混合后粉体转移至加热炉中；
6、③在惰性气体保护下，将加热炉以5～20℃/min的升温速率升至500～800℃，保温0.1～10h；
7、④加热反应结束后，取出产物，即可获得钛镧体系复合香蕉皮碳基光催化剂tio2-laocl@bc。
8、作为上述制备方法的优选技术方案，步骤①中所述的干燥包括常压干燥、冷冻干燥或真空干燥。步骤②中所述的均匀混合方式包括机械球磨、机械搅拌和手工研磨。步骤①、③中所述的惰性气体为氮气、氩气、氦气中的一种或多种混合气。
9、本专利技术所提出的这种钛镧体系复合香蕉皮碳基光催化剂，能够应用在光催化降解有机染料领域，并表现出优异的催化活性。其微观结构为：tio2、laocl均匀的分散在bc表面，其中laocl通过化学反应包覆在bc表面，tio2与laocl@bc混合均匀。
10、与现有技术相比，本专利技术的有益效果表现在：
11、(1)本专利技术制备的tio2-laocl@bc结构中，tio2、laocl均匀的分散在bc表面，其中laocl通过化学反应包覆在bc表面，tio2与laocl@bc混合均匀。制备的复合光催化剂中各个组分之间具有密切接触，有利于光生电子和空穴的传输与分离，且制备工艺简单、成本低。
12、(2)本专利技术制备的tio2-laocl@bc，性能优于商业二氧化钛、标准碳基光催化剂g-c3n4和钛镧改性的常规碳。其在可见光下在纯水中(无牺牲剂)能够把有机染料降解成小分子物质，将染料净化脱色，其降解速率常数k*100高达4.8min-1。
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1.一种钛镧体系复合香蕉皮碳基光催化剂TiO2-LaOCl@BC，其特征在于，BC为利用香蕉皮碳化制成的碳，TiO2-LaOCl@BC中TiO2、LaOCl均匀的分散在BC表面，其中LaOCl通过化学反应包覆在BC表面，TiO2与LaOCl@BC混合均匀。
2.一种制备如权利要求1所述钛镧体系复合香蕉皮碳基光催化剂的方法，其特征在于，利用香蕉皮碳BC、硝酸镧和二氧化钛在加热条件下反应生成TiO2-LaOCl@BC光催化剂，具体包括以下步骤：
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤①中所述的干燥包括常压干燥、冷冻干燥或真空干燥。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤②中所述的均匀混合方式包括机械球磨、机械搅拌和手工研磨。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤①、③中所述的惰性气体为氮气、氩气、氦气中的一种或多种混合气。
6.如权利要求1所述钛镧体系复合香蕉皮碳基光催化剂在光催化降解有机染料中的应用。
【技术特征摘要】
1.一种钛镧体系复合香蕉皮碳基光催化剂tio2-laocl@bc，其特征在于，bc为利用香蕉皮碳化制成的碳，tio2-laocl@bc中tio2、laocl均匀的分散在bc表面，其中laocl通过化学反应包覆在bc表面，tio2与laocl@bc混合均匀。
2.一种制备如权利要求1所述钛镧体系复合香蕉皮碳基光催化剂的方法，其特征在于，利用香蕉皮碳bc、硝酸镧和二氧化钛在加热条件下反应生成tio2-laocl@bc光催化剂，具体包括...
【专利技术属性】
技术研发人员：周建国，姚李，刘凯旋，骆文宇，孟帆，黄鹏，
申请(专利权)人：合肥学院，
类型：发明
国别省市：
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