[发明专利]一种降解氮氧化物光催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种降解氮氧化物光催化剂及其制备方法,属于催化剂技术领域。

背景技术

随着人类科技文明的进步,工业得到了大规模地发展,汽车也越来越普及,大量的氮氧化物排放入大气中。氮氧化物作为光化学烟雾、酸雨、臭氧层破坏的污染物,氮氧化物已成为世界各国亟待解决的大气污染问题。光催化剂能使氮氧化物在光催化作用下发生降解反应，生成H₂O、CO₂、盐等而达到无害化,从而净化环境。

TiO₂由于化学性质稳定、光催化效率高以及无毒、价廉等优点，成为较常用的半导体光催化材料，广泛应用于环境中污染物的降解．但是，由于TiO₂光催化剂带隙较宽，只能被波长不大于387nln的紫外光激发，对太阳光的利用率很低；而且，光激发产生的电子与空穴容易复合，导致光量子效率很低，NO是产生温室效应、酸雨、臭氧空洞以及光化学烟雾的主要污染物之一，对环境的危害很大．深入研究纳米TiO₂对NO的光催化降解，通过掺提高对太阳能的利用率，提高纳米TiO₂的光催化性能，对光催化技术的实用化具有非常重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种降解氮氧化物光催化剂及其制备方法，催化剂的稳定性高,对NO具有较高的降解率。

一种降解氮氧化物光催化剂的制备方法，该方法包括以下步骤：

步骤1、将200gTiO₂@COF纳米材料用质量浓度为40%的磷酸水溶液浸泡40h,过滤得到滤饼，将滤饼用去离子水洗涤至洗后的洗涤液PH值为7；将洗涤后的滤饼加入200ml去离子水，50℃搅拌均匀得到悬浮液；

步骤2、称取4.8gBi（NO₃）₃·5H₂O溶解在5ml的2mol·L^-1HNO₃中，待完全溶解后将其慢慢滴加到50ml上述悬浮液中,搅拌混匀后,再慢慢滴加2mol·L^-1溴化铵水溶液10ml,加完后再搅拌30min,然后向其中滴加浓氨水,调节PH=6,搅拌4h,静置陈化一夜,抽滤,去离子水洗涤3次,80℃干燥,研磨后放入马弗炉中200℃焙烧,得BiOBr-TiO₂@COF复合光催化剂。

所述的TiO₂@COF纳米材料制备方法如下：

步骤1、将16mgTiO₂、16mg联苯胺和1ml无水THF加入反应器中,在温度为50℃的油浴中加热30min,然后以0.4ml/h的滴加速度,将溶解有16mg三羟基均三苯甲醛的4ml溶液逐滴加入反应器中,反应持续12h,反应结束后,离心分离后得到产物TiO₂@Polyimine；

步骤2、将上述得到的TiO₂@Polyimine和1.5ml的正丁醇和邻二氯苯混合溶剂（体积比为1:9）加入反应管中,放入77k液氮中冷却,冻融脱气三次,封管后在120℃烘箱中反应3天;反应结束后,分离得到产物TiO₂@COF纳米材料。

有益效果：本发明提供一种可见光响应的BiOBr-TiO₂@COF复合光催化剂的制备方法,以为纳米TiO₂@COF多孔材料为基体,通过原位沉积法合成BiOBr氧化物包覆TiO₂@COF的光催化剂,为具有可见光响应的简单、稳定、高效的新型BiOBr-TiO₂@COF光催化剂；由于BiOBr具有特殊的层状结构和合适的禁带宽度，层状结构的具有足够的空间来极化相应的原子和原子轨道,这一诱导偶极矩能够有效地分离空穴与电子,从而提高光催化性能；既具有良好可见光降解效果,又可以降低成本、减少污染,在有机污染物分解方面具有较好的应用前景和经济效益。

具体实施方式

实施例1

一种降解氮氧化物光催化剂的制备方法，该方法包括以下步骤：

步骤1、将200gTiO₂@COF纳米材料用质量浓度为40%的磷酸水溶液浸泡40h,过滤得到滤饼，将滤饼用去离子水洗涤至洗后的洗涤液PH值为7；将洗涤后的滤饼加入200ml去离子水，50℃搅拌均匀得到悬浮液；；