[发明专利]一种负载型纳米TiO2光催化剂及其制备方法在审

专利信息
申请号: 201610077169.6 申请日: 2016-02-03
公开(公告)号: CN105618023A 公开(公告)日: 2016-06-01
发明(设计)人: 胡亚微;王晓芳;孔霞;许涛 申请(专利权)人: 陕西科技大学
主分类号: B01J21/06 分类号: B01J21/06;C02F1/30;C02F101/38
代理公司: 西安通大专利代理有限责任公司 61200 代理人: 徐文权
地址: 710021 *** 国省代码: 陕西;61
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摘要:
搜索关键词: 一种 负载 纳米 tio sub 光催化剂 及其 制备 方法
【说明书】:

技术领域

发明属于光催化领域,具体涉及一种负载型纳米TiO2光催化剂及其制 备方法。

背景技术

TiO2的禁带宽度比较大,能吸收波长小于388nm的紫外光,产生强氧化 性的OH·,可以降解有机污染物。但TiO2仅在紫外光下存在催化活性,对太 阳光的利用率低。而且目前使用的TiO2粉体如P25粉等,虽然对有机污染物 的降解具有较好效果,但由于其为粉体,悬浮于液体中降解有机污染物,催 化剂易于流失,难回收,不能重复使用。所以将其固定在载体上能很好的解 决这一问题,使光催化剂重复使用。目前文献记载的有采用溶胶凝-胶法将二 氧化钛薄膜层负载在玻璃片和陶瓷上,或者是采用水解沉淀法在电气石表面 负载纳米二氧化钛颗粒等,但这些技术都存在二氧化钛的比表面积较小,吸 附量小,光催化活性较差,与载体的结合力弱,易脱落,对光的利用率不高 等缺陷。且光催化反应都必须在紫外光的照射下才能达到良好的降解效果。 所以提供一种制备方法简单、与基体结合紧密,且能够利用太阳光、易于回 收重复利用的负载型TiO2光催化剂具有重大的应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种负载型纳米TiO2光催化剂及其制备方法,以 克服上述现有技术存在的缺陷,本发明采用阳极氧化法,制备出的TiO2纳米 管直接生长于钛片上,在进行光催化实验时,易于回收,同时由于制得的TiO2纳米管具有更大的比表面积和更强的吸附能力,并且能够在太阳光下发生光 催化反应,对有机污染物的降解效果良好。

为达到上述目的,本发明采用如下技术方案:

一种负载型纳米TiO2光催化剂的制备方法,包括以下步骤:

步骤一:将钛片用蒸馏水洗后晾干,然后采用化学抛光液浸泡;

步骤二:采用阳极氧化法,以步骤一处理后的钛片为阳极,惰性电极为 阴极,在含氟离子的电解液中进行反应,在阳极钛片上得到负载型试样;

步骤三:将负载型试样冲洗并吹干后进行热处理,即得到负载型纳米 TiO2光催化剂。

进一步地,步骤一中化学抛光液是氢氟酸、硝酸和蒸馏水的混合液。

进一步地,所述化学抛光液中氢氟酸的浓度为2mol/L~10mol/L,硝酸的 浓度为2mol/L~7mol/L。

进一步地,步骤二中含氟离子的电解液为NH4F、水和甘油的混合溶液。

进一步地,含氟离子的电解液中NH4F的质量百分比为0.25%~0.5%,水 的质量百分比为0.25%~0.4%,其余为甘油。

进一步地,步骤二中的阳极氧化法为恒压直流阳极氧化法。

进一步地,步骤二中采用阳极氧化法反应的电压为5-75V,时间为1-20h。

进一步地,步骤三中热处理具体为:以0.5-10℃/min升温至300-800℃后 保温1-10h,最后随炉冷却至室温。

一种负载型纳米TiO2光催化剂的制备方法,包括以下步骤:

步骤一:将2cm×2cm的钛片用蒸馏水洗后晾干,然后采用化学抛光液 浸泡1min,化学抛光液是氢氟酸、硝酸和蒸馏水的混合液,其中氢氟酸的浓 度为:10mol/L,硝酸的浓度为:2mol/L;

步骤二:选用阳极氧化法,LP系列直流稳压电源,以步骤一处理后的钛 片为阳极,惰性电极为阴极,两电极间距为5cm,在含氟离子的电解液中进 行反应,反应电压为50V,时间为10h,在阳极钛片上得到负载型试样,其 中含氟离子的电解液为NH4F、水和甘油的混合溶液,其中NH4F的质量百分 比为0.25%,水的质量百分比为0.3%,其余为甘油;

步骤三:将负载型试样冲洗并吹干后置于马弗炉中,以0.5℃/min升温 至300℃后保温10h,最后随炉冷却至室温,即得到负载型纳米TiO2光催化 剂。

一种负载型纳米TiO2光催化剂,由上述的负载型纳米TiO2光催化剂的 制备方法制得。

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