[发明专利]一种TiO2/AER复合光催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，具体涉及一种TiO₂/AER复合光催化剂的制备方法。

背景技术

半导体TiO₂因其具有无毒、光催化活性高、氧化能力强、降解产物为CO₂和 H₂O等优点在染料废水处理等诸多领域被广泛应用。由于粉末状TiO₂在使用时易团聚，且反应后悬浮在溶液中不易分离、回收，将TiO₂固定在不同载体上制备成负载型光催化剂成为当前光催化领域的研究热点。TiO₂固载之后，可以解决其在实际应用中的易团聚、难回收问题，但污染物分子与TiO₂表面接触几率降低，这在一定程度上影响催化剂的降解速率，使负载型光催化剂的活性降低。为获得良好的使用效果，将TiO₂负载于具有对目标污染物有较强的吸附富集性能、在不影响TiO₂活性的前提下与之有较强的结合能力、易于液固分离的载体上。

717型强碱性阴离子交换树脂是淡黄色透明球体、强碱基团交换容量大，吸附能力强。阴离子可与其强碱基团交换并以化学键的形式结合，吸附活性基团可对污染物分子进行富集，进而提高光催化活性。

目前，缺乏一种光催化剂活性高的TiO₂/AER复合光催化剂的制备方法。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供了一种光催化剂活性高的TiO₂/AER 复合光催化剂的制备方法。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：本发明的一种TiO₂/AER 复合光催化剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)AER树脂预处理；

(2)在30mL无水乙醇中加入0.99-5.96mL的钛酸四丁酯，搅拌形成透明的淡黄色溶液A；将经预处理的AER加入到溶液A中，继续搅拌；所述钛原子物质的量n(Ti⁴⁺)与树脂中羟基物质的量n(OH^-)的比为1:1-6；

(3)将固液混合物转入50mL的聚四氟乙烯内衬的反应釜，置于恒温干燥箱内，反应时间为6-24h；

(4)自然冷却至室温，用无水乙醇和去离子水交替洗涤，干燥，制得TiO₂/AER 复合光催化剂。

进一步地，步骤(1)中，所述树脂用去离子水清洗至无色后浸泡24-30h，分离；依次在用2-4倍体积的4-5％的NaOH浸泡4-6h，用去离子水洗至中性；用2-4倍体积的3-4％HCl浸泡4-6h，去离子水洗至中性；2-4倍体积的4-5％NaOH 浸泡8-10h，再用去离子水洗至中性；在温度为80℃恒温干燥箱烘干备用，将树脂从Cl^-型转化为OH^-型。

进一步地，步骤(1)中，所述树脂用去离子水清洗至无色后浸泡24h，分离；依次在用2倍体积的5％的NaOH浸泡4h，用去离子水洗至中性；用2倍体积的4％HCl浸泡4h，去离子水洗至中性；使用2倍体积的5％NaOH浸泡8h，再用去离子水洗至中性；在温度为80℃恒温干燥箱烘干备用，将树脂从Cl^-型转化为OH^-型。

更进一步地，在步骤(2)中，所述树脂为717型强碱性阴离子交换树脂。

进一步地，在步骤(2)中，在30mL无水乙醇中加入0.99-5.96mL的钛酸四丁酯，搅拌15-30min形成透明的淡黄色溶液A；

将经预处理的AER加入到溶液A中，继续搅拌30-60min；所述钛原子物质的量n(Ti⁴⁺)与树脂中羟基物质的量n(OH-)的比为1:1-6。

进一步地，在步骤(3)中，将固液混合物转入50mL的聚四氟乙烯内衬的反应釜，置于温度为150℃恒温干燥箱内，反应时间为6-24h。

更进一步地，在步骤(3)中，将固液混合物转入50mL的聚四氟乙烯内衬的反应釜，置于温度为150℃恒温干燥箱内，反应时间为18h。

进一步地，在步骤(4)中，自然冷却至室温，用无水乙醇和去离子水交替洗涤3-6次；110℃恒温干燥箱干燥10-13h，制得TiO₂/AER复合光催化剂。

有益效果：本发明复合光光催化剂稳定性好，光催化剂活性高，重复使用性强，催化活性优良。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：