[发明专利]一种具有高效光催化活性的微乳液的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及纳米光催化材料领域，尤其涉及一种具有高效光催化活性的微乳液的制备方法。

背景技术

众所周知，太阳能是一种干净无污染的绿色能源，如何高效利用太阳能，是当前环境领域的一个重大课题。TiO₂作为一种光催化剂，能有效利用太阳光量，实现对环境污染物的高效降解，具有可持续性发展的潜力。但是TiO₂最大的应用局限性在于它的带隙能量与太阳光的光谱极其的不匹配，TiO₂只能吸收波长小于387nm的紫外光。为了实现对太阳能全光谱的利用，金属与非金属掺杂引起人们广泛关注。

由于TiO₂表面存在大量亲水性羟基基团，使得催化剂表面吸附有机污染物的能力减弱，光量子效率也大大降低。于是，关于如何取代催化剂表面羟基，降低其亲水性的研究受到越来越多研究者的关注。可以以疏水性物质为基底，将TiO₂沉积在疏水性基底上，从而达到对TiO₂进行疏水性改进的目的。目前，以对疏水性介孔分子筛的研究较为广泛，其中氟化物具有较好的化学稳定性，导致采用氟化物改性的沸石分子筛具有较高的热稳定性和超疏水性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够提高太阳能利用率并能够过方便在涂料中的具有高效光催化活性的微乳液的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种具有高效光催化活性的微乳液的制备方法，包括以下步骤：

1)、制备MCF分子筛：以P123作为表面活性剂，以TEOS为硅源，在37℃下搅拌20h,所得浆状物在100℃下水热24h，得到MCF分子筛；

2)、制备MCF负载TiO₂催化剂：以硫酸钛（Ti(SO₄)₂）为钛源，MCF为载体，通过水热反应，得到负载型催化剂MCF/TiO₂；

3)、制备F掺杂MCF/TiO₂催化剂：以NH4F作为F源，通过球墨法均匀混合NH4F与MCF/TiO₂催化剂，之后在300℃真空活化下，得到F掺杂MCF/TiO₂催化剂；

4)、配制F掺杂MCF/TiO₂微乳液：将一定量的MCF/TiO₂催化剂在搅拌下慢慢加入由曲拉通-100、正己醇以及的环己烷组成的溶液中，配成微乳液。

进一步地，所述步骤2中TiO₂高分散于MCF孔道。

与现有技术相比，本发明的有益之处在于：这种具有高效光催化活性的微乳液的制备方法相对于传统的掺杂F的方法，真空活化法设备简单，大大降低了生产成本，有利于工业化推广；真空活化法不仅可以实现对TiO₂的F掺杂，还可以同时实现对MCF的疏水改性；F原子在真空活化中会优先取代氧缺陷，从而增强催化剂的光催化作用；在表面活性剂，组表面活性剂，以及连续相的协助下，可以将催化剂均匀分散在溶液中，形成微乳液，以便工业化应用。

附图说明：

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是实施例1制备的F掺杂MCF/TiO₂的TEM示意图；

图2是实施例1制备的MCF/TiO₂与F掺杂MCF/TiO₂的XRD谱图；

图3是实施实例1制备的催化剂的UV-DRS谱图；

图4是实施实例1制备的F掺杂MCF/TiO₂、真空活化的MCF/TiO₂以及MCF/TiO₂在Xe灯（AM 1.5）下降解MO的光催化活性图。

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细描述。

实施例1：

1）、制备MCF分子筛：

将8.0gP123加入到300mL 稀盐酸中（1.6mol/L），在37℃下搅拌至溶解，再加入93.4mg的NH4F和4.0g的1,3,5-三甲基苯，机械搅拌1h；再缓慢滴加 18.28ml的TEOS，37℃下搅拌20h,所得浆状物在100℃下水热24h，洗涤沉淀，并在60℃真空干燥12h，再在550℃下煅烧6h，得MCF分子筛。