本发明专利技术涉及一种低温条件下具有太阳光光催化性能的TiO2的制备方法。本发明专利技术在制备TiO2的过程中，利用1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚在其表面形成复合物对TiO2的进行表面修饰，从而提高TiO2光催化性能。1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚分子中有共轭体系的存在，对可见光有很好的吸收。1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚分子中的酚式羟基和TiO2表面的羟基形成的复合物通过配体-金属的电荷转移(LMCT)实现对可见光的吸收。本发明专利技术方法，通过低温回流方法制备表面修饰的TiO2粒径分布均匀，在太阳光条件下具有良好的光催化效果，能够有效降解有机污染物。将上述制备的经过表面修饰的二氧化钛浸渍在染料污染物溶液中，在磁力搅拌下，先进行暗搅拌1～2个小时，然后在太阳光照下进行降解染料反应。本发明专利技术方法简单易操作，节能，重复性强，制备的光催化剂在太阳光下光催化性能好。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于催化化工
，具体涉及一种在低温条件下用1- -吡啶偶氮)-2-萘酚修饰二氧化钛的制备方法及用做染料在可见光条件下降解的研究。
技术介绍
半导体二氧化钛在治理空气污染和水质净化方面具有广阔的应用前景。然而，由于TiO2是宽禁带半导体，只有光子以能量大于或等于其带隙能(3.&V)的紫外光的激发才能显示催化活性，然而太阳光中的紫外光能量仅占4%，而可见光占43%。传统的以人工紫外光作为光源光催化降解染料废水，成本昂贵。因此，寻求廉价，环境友好并具有可见光光催化活性的材料，利用太阳光来降解污染物将是光催化发展走向实用化的必然趋势。目前通过离子掺杂、复合半导体、离子注入，染料光敏化等手段适当缩小TW2禁带宽度或形成多级禁带来实现充分利用太阳光来降解污染物。研究表明，Fe3+，MO3+，RU3+，0S3+， Re3+，V4+和他3+的掺杂大大地增加了氧化和还原的光反应活性；掺杂Co3+和Al3+等某种程度上会降低反应活性；而具有饱和电子构型(Li+，Mg2+，Zn2+，Ga3+，Zr4+，Nb5+，Sn4+，Sb5+和Ta5+) 的掺杂剂对光反应活性几乎无影响。目前以N3-、c4-、F、S2-、P3-等阴离子掺杂光催化剂的研究都已见于报道，以N掺杂和C掺杂效果最好，它可以在不降低紫外光吸收的基础上扩大TW2 的光响应范围。TW2与其他η型半导体化合物，如&ι0、SnO2, SiO2, Fe2O3等，制备成复合半导体也能扩大其光响应范围，但可见光效应不明显。染料共敏化是一种有效拓宽半导体吸收光谱范围的表面改性技术。共敏化改性的T^2可以有效的吸收可见光，抑制电子-空穴的复合，提高了其在可见光条件下的光催化性能。最近的研究发现有机物的化学修饰对二氧化钛的在可见光照射下光催化性能有很大的提高。研究表明苯酚类化合物可以在二氧化钛表面形成复合物，这种复合物催化剂具有可见光吸收效果。但是，目前对于偶氮酚类修饰二氧化钛，进而应用其在太阳光下降解有机污染物领域没有研究。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种方法简单，节能环保的制备具有太阳光光活性的 1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚修饰二氧化钛的方法，其过程包括以下步骤将1-(吡啶偶氮)-2-萘酚溶于乙醇中，在搅拌的条件下缓慢加入钛酸正四丁酯， 继续搅拌，缓慢滴加蒸馏水，然后用稀硝酸或者氢氧化钠调节PH值为6 8，继续搅拌1 2 个小时。然后在60 90°C下回流6 9小时，停止反应，过滤粉体，再分别用无水乙醇和蒸馏水清洗多次。最后将粉体在80°C 100°C下烘干，研磨。由此制备得1_(卩比啶偶氮)-2-萘酚修饰的TiO2粉体。步骤中所述钛酸丁酯为钛酸正丁酯或钛酸异丁酯，乙醇为无水乙醇。步骤中所述1-(吡啶偶氮)-2-萘酚先溶解在一定量的无水乙醇中，与钛源混合后溶液中1_(吡啶偶氮)-2-萘酚和钛的摩尔比为0. 1 0. 4。一种可见光响应的化学修饰的二氧化钛光催化降解染料污染物的方法将上述本专利技术制备的催化剂加入模拟的染料污染物溶液中，在黑暗的环境中搅拌1 2小时，而后光照降解。所述的染料污染物溶液为刚果红或甲基橙溶液。本专利技术与现有技术相比，具有如下有益效果本专利技术制得的光催化剂在低温条件下通过1_(吡啶偶氮)-2-萘酚对二氧化钛进行复合改性，利用1-(吡啶偶氮)-2-萘酚的共轭不饱和结构能对可见光的吸收作用对可见光响应范围的拓宽作用，使其在400 600nm都有明显的吸收，且吸收强度明显高于纯的二氧化钛。实验表明，由该专利技术方法制备的二氧化钛具有高效的太阳光光催化性能。本专利技术所提供的方法简单易操作，节能，可靠性和重复性强。附图说明图1实施例1里制备的1_(吡啶偶氮)-2-萘酚修饰的TW2的XRD粉末衍射图片。图2实施例1制备的1_(吡啶偶氮)-2-萘酚修饰的TW2的扫描电镜图片。图3实施例1制备的1_(吡啶偶氮)-2-萘酚修饰的T^2的紫外-可见漫反射谱图。图中TiO2为纯的粉体漫反射谱图；PAN为1_(吡啶偶氮)-2-萘酚漫反射谱图；TiO2-PAN 为1_(吡啶偶氮)-2-萘酚修饰的T^2漫反射谱图。图4实施例1制备的1_(吡啶偶氮)-2-萘酚修饰的T^2在太阳光条件下对刚果红的降解情况。图中CR alone为刚果红没有加催化剂的降解情况；CR+Ti02为刚果红在加入纯的二氧化钛的降解情况；CR+Ti02-PAN为刚果红加1_(吡啶偶氮)-2-萘酚修饰的TiO2 的降解情况。图5实施例1制备的1_(吡啶偶氮)-2-萘酚修饰的T^2在太阳光条件下对刚果红的降解重复实验结果图。具体实施例方式实施例1将0. 1克1_(吡啶偶氮)-2-萘酚溶于IOOml乙醇溶液中，在搅拌的条件下缓慢加入IOml钛酸正四丁酯，继续搅拌，缓慢滴加13ml的蒸馏水，然后用0. OOlmol/L稀硝酸或者氢氧化钠调节PH值为6继续搅拌2个小时。然后在80°C下回流8小时，过滤粉体，再分别用无水乙醇和蒸馏水清洗多次。最后将粉体在80°C下烘干，研磨。由此制备得1_(卩比啶偶氮)-2-萘酚修饰的TiO2粉体。如图1和图2，在该条件下制备的1_(吡啶偶氮)-2-萘酚修饰的T^2的粉体为锐钛矿型，其晶体表面平滑，均勻，由谢乐公式计算其晶粒大约为3-6nm.如图3，在该条件下制备的1_(吡啶偶氮)-2-萘酚修饰的TW2的粉体在200 600nm有很强的吸收，而用同样方法制备的纯！！化在仙。!!!!!以下的紫外光区有吸收。复合样品除了在紫外区有TW2的特征吸收外，在400 600nm可见光区域也产生了吸收。由此可见，1-(吡啶偶氮)-2-萘酚修饰的TiO2可以实现吸收光谱互补，有效地拓宽了吸收光谱范围。实施例2将0. 15g实施例1制备的1-(吡啶偶氮)-2-萘酚修饰的TW2放入150ml浓度为 20mg/l刚果红溶液，整个反应装置是敞口的。直接的太阳光照O009，9月2_6日，上午10 点 下午3点，天气晴朗，宜宾)。在光照之前，溶液在暗处磁力搅拌1个小时，刚果红在催化剂表面吸附达到平衡，然后置于直接的太阳光照，在磁力搅拌下进行光降解实验。光照之后，每隔1小时取样，通过分光光度计测定染料在不同时刻的吸光度。如图4，可以看出在太阳光照下纯的TiO2的粉体对刚果红溶液的降解非常小，而加入1-(吡啶偶氮)-2-萘酚修饰的TiA粉体的刚果红溶液，在太阳光照下反应5小时候后， 刚果红降解70%。如图5，制备的1_(吡啶偶氮)-2-萘酚修饰的TW2的粉体对刚果红降解，催化剂直接3次重复使用降解效果降低不明显。实施例3将0. Ig 1_(吡啶偶氮)-2-萘酚溶于IOOml中，在搅拌的条件下缓慢加入钛酸异丁酯， 继续搅拌，缓慢滴加13ml的蒸馏水，然后用0. OOlmol/L稀硝酸或者氢氧化钠调节pH值为 6继续搅拌2小时。然后在80°C下回流8小时，过滤粉体，再分别用无水乙醇和蒸馏水清洗多次。最后将粉体在80°C下烘干，研磨。由此制备得1_(吡啶偶氮)-2-萘酚修饰的TiO2 粉体。对于本领域技术人员而言，显然本专利技术不限于上述示范性实施细节，而且在不背离专利技术的金属或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本专利技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王海军，刘建华，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：
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