【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及tio2光催化剂领域，具体涉及一种高压辅助溶胶-凝胶法制备yb掺杂tio2光催化剂的方法及其yb-tio2光催化剂。
技术介绍
1、高级氧化技术tio2是一种典型且常用的光催化剂，具有性质稳定、绿色无毒、经济环保等优点，可用于处理多种废水。值得研究的是，tio2的禁带宽度较大(eg≈3.0-3.2ev)，只对紫外光有响应；此外，本征tio2的光生电子和空穴复合率较高。因此，tio2光催化处理废水废液的太阳能利用效率和反应活性不甚理想，急需进行针对性改性提高。近年来，国内外学者发展建立了贵金属复合(au、ag、ru、pt等)、过渡金属元素掺杂(cu、fe、mn等)、非金属元素掺杂(n、c、s等)、稀土金属元素掺杂(er、ce、eu)等多种策略用于提高tio2的光催化活性。在众多方法中由于稀土金属元素具有特殊的4f电子结构，掺杂进入tio2能在其导带和价带之间，形成过渡态能级，有效降低tio2光生电子和空穴的复合概率，延长其反应寿命。与此同时，稀土金属元素掺杂进入tio2，能够改变tio2的导带和价带位置，减小其禁带宽带，扩大光吸收范围。此外，稀土金属元素掺杂占据tio2晶体的部分位点，可以促进其与各种路易斯碱(如，胺、醛、醇、硫醇等)相互作用，增强有机污染物在tio2光催化剂表面的吸附，有利于提高后续的光催化降解活性。在众多稀土金属元素掺杂的tio2光催化剂中，yb掺杂的tio2光催化活性较高非常值得关注研究。不过需指出的是，当前虽然发展了多种制备yb掺杂tio2光催化剂的方法，但是这些方法均存在一些不足。以最典型的
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种高压辅助溶胶-凝胶法制备yb掺杂tio2光催化剂的方法及其yb-tio2光催化剂，制得的yb-tio2光催化剂为锐钛矿相晶型，结晶度较好，分散性较好，比表面积越大，表面反应的活性位点越多，且催化剂表面的羟基含量较本征tio2的含量高，因此所制得的yb-tio2光催化剂具有较好的光催化活性及稳定性。
2、本专利技术的高压辅助制备yb掺杂tio2光催化剂的方法，采用溶胶-凝胶法结合高压水热反应法制备yb掺杂tio2光催化剂；
3、进一步，包括以下步骤：将钛源和冰乙酸充分溶于有机溶剂中并加入量去离子水，然后加入yb(no3)3·5h2o搅拌均匀，然后将混合液加入置于鼓风干燥箱中的高压水热反应釜中制得凝胶；
4、进一步，所述鼓风干燥箱设置的时间分别为6-36h；
5、进一步，所述鼓风干燥箱设置的温度为80-180℃；
6、进一步，所述钛源为钛酸四丁酯，所述有机溶剂为无水乙醇；
7、进一步，还包括将制得的凝胶经干燥、研磨制得粉末，将粉末煅烧制得yb-tio2光催化剂；
8、进一步，所述煅烧温度为500-750℃，煅烧时间2-4.5h。
9、本专利技术还公开一种yb-tio2光催化剂，所述yb-tio2光催化剂由高压辅助制备yb掺杂tio2光催化剂的方法制得；
10、进一步，所述yb-tio2光催化剂为锐钛矿相晶型，且锋型较尖锐无杂质峰；
11、进一步，所述yb-tio2光催化剂的粒径为10-13nm。
12、本专利技术的有益效果是：本专利技术公开的高压辅助溶胶-凝胶法制备yb掺杂tio2光催化剂的方法及其yb-tio2光催化剂，制得的yb-tio2光催化剂为锐钛矿相晶型，结晶度较好，分散性较好，比表面积越大，表面反应的活性位点越多，且催化剂表面的羟基含量较本征tio2的含量高，因此所制得的yb-tio2光催化剂具有较好的光催化活性及稳定性。通过对yb-tio2光催化剂的结构分析可得，yb-tio2的比表面积明显大于本征tio2的比表面积。由此可以看出，比表面积越大，表面反应的活性位点越多，越有利于光催化性能的提高。0.09％yb-tio2除了具有良好的光催化性能外，而且在经过五次光催化降解mo染料后，仍然具有较高的光催化活性。五次循环之后，降解率只损失了不到8％，表现出了较好的稳定性。通过对该光催化剂进行自由基捕获实验表明，·o2-、·oh、h+三种活性自由基在mo降解的过程中都起到了一定的作用，其中起主要作用的是·o2-活性基，最终将染料逐渐分解和矿化，最终将染料降解。
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1.一种高压辅助制备Yb掺杂TiO2光催化剂的方法，其特征在于：采用高压辅助溶胶-凝胶反应法制备Yb掺杂TiO2光催化剂。
2.根据权利要求1所述的高压辅助制备Yb掺杂TiO2光催化剂的方法，其特征在于：包括以下步骤：将钛源和冰乙酸充分溶于有机溶剂中并加入量去离子水，然后加入Yb(NO3)3·5H2O搅拌均匀，然后将混合液加入置于水热反应釜中后放入鼓风干燥箱中制得凝胶。
3.根据权利要求2所述的高压辅助制备Yb掺杂TiO2光催化剂的方法，其特征在于：所述鼓风干燥箱设置的时间分别为6-36h。
4.根据权利要求3所述的高压辅助制备Yb掺杂TiO2光催化剂的方法，其特征在于：所述鼓风干燥箱设置的温度为80-180℃。
5.根据权利要求2所述的高压辅助制备Yb掺杂TiO2光催化剂的方法，其特征在于：所述钛源为钛酸四丁酯，所述有机溶剂为无水乙醇。
6.根据权利要求2所述的高压辅助制备Yb掺杂TiO2光催化剂的方法，其特征在于：还包括将制得的凝胶经干燥、研磨制得粉末，将粉末煅烧制得Yb-TiO2光催化剂。
7.根据权利
8.一种Yb-TiO2光催化剂，其特征在于：所述Yb-TiO2光催化剂由权利要求1-7任一所述的高压辅助制备Yb掺杂TiO2光催化剂的方法制得。
9.根据权利要求8所述的Yb-TiO2光催化剂，其特征在于：所述Yb-TiO2光催化剂为锐钛矿相晶型，且锋型较尖锐无杂质峰。
10.根据权利要求9所述的Yb-TiO2光催化剂，其特征在于：所述Yb-TiO2光催化剂的粒径为10-13nm。
...【技术特征摘要】
1.一种高压辅助制备yb掺杂tio2光催化剂的方法，其特征在于：采用高压辅助溶胶-凝胶反应法制备yb掺杂tio2光催化剂。
2.根据权利要求1所述的高压辅助制备yb掺杂tio2光催化剂的方法，其特征在于：包括以下步骤：将钛源和冰乙酸充分溶于有机溶剂中并加入量去离子水，然后加入yb(no3)3·5h2o搅拌均匀，然后将混合液加入置于水热反应釜中后放入鼓风干燥箱中制得凝胶。
3.根据权利要求2所述的高压辅助制备yb掺杂tio2光催化剂的方法，其特征在于：所述鼓风干燥箱设置的时间分别为6-36h。
4.根据权利要求3所述的高压辅助制备yb掺杂tio2光催化剂的方法，其特征在于：所述鼓风干燥箱设置的温度为80-180℃。
5.根据权利要求2所述的高压辅助制备yb掺杂tio2光催化剂的方法，其特征在于：所述钛源为钛酸四丁酯...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾碧，王雪怡，施越，邸永江，邹志刚，周勇，刘忠将，罗祥彬，刘佳凡，王润兵，黄金玥，
申请(专利权)人：重庆科技学院，
类型：发明
国别省市：
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