[发明专利]一种具有可见光响应催化功能的仿真植物及制备方法

权利要求书

1.一种能响应可见光的复合纳米TiO₂光催化剂制备方法，其特征是先制备能响应可见光的复合纳米TiO₂光催化剂：

先制备过渡金属、稀土元素和非金属元素掺杂的TiO₂溶胶：将正钛酸酯与低级醇和简单有机酸按照一定的质量比配制成A液；将掺杂的非金属元素化合物、过渡金属盐、稀土元素盐以及无水低级醇、去离子等按照一定的质量比配制成B液；再将A液滴加至B液中，同时加热搅拌，得到掺杂TiO₂溶胶；

掺杂的过渡金属元素为铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)中的一种；稀土元素为铈(Ce)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)中的一种；非金属元素为氮(N)、磷(P)、硫(S)中的一种；所用的正钛酸酯为钛酸四正丙酯或钛酸四正丁酯；所用的低级醇为无水乙醇或丙醇；所用简单有机酸为冰乙酸或正丙酸；再将掺杂的TiO₂溶胶采用离心或过滤分离沉淀物，以无水低级醇洗涤多次，经烘干、研磨，制成复合纳米TiO₂粉末。

2.根据权利要求1所述的能响应可见光的复合纳米TiO₂光催化剂制备方法，其特征是制备掺杂TiO₂溶胶时，A液中的正钛酸酯∶低级醇∶简单有机酸等原料的质量比为13.27～24.13∶54.39～66.24∶0.71～5.13；B液中掺杂的非金属元素化合物∶过渡金属水合硝盐∶稀土元素水合硝盐∶无水低级醇∶去离子水的质量比为0.28～0.83∶0.11～1.31∶0.05～0.81∶15.82～28.14∶0.61～2.14。

3.根据权利要求1所述的能响应可见光的复合纳米TiO₂光催化剂制备方法，其特征是将正钛酸酯缓慢滴加入pH为1～3的低级醇和简单有机酸的混合溶液中，室温下激烈搅拌0.5～2h得到A液；将掺杂的过渡金属、稀土和非金属元素溶于低级醇和去离子水混合液中，混合搅拌得到B液；再将A液缓慢滴加至B液中，80～180℃下激烈搅拌3～6h得到掺杂TiO₂溶胶；采用离心或过滤分离沉淀物，以无水低级醇洗涤3～6次，再在80～180℃下烘干18～24h，研磨，即得复合纳米TiO₂粉末。

4.根据权利要求1所述的能响应可见光的复合纳米TiO₂光催化剂制备方法，其特征是用离心法分离掺杂TiO₂溶胶中的沉淀物时，其离心机的转速为5000～20000r/min。

5.根据权利要求1-4之一方法所述的得到的复合纳米TiO₂光催化剂的应用，其特征是制备固含量一定的催化剂水性分散液，将纳米二氧化钛粉末与去离子水以不同质量比混合，然后用搅拌或超声对该混合液进行分散处理，得到固含量不同的复合纳米二氧化钛水性分散液。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征是将纳米二氧化钛与去离子水混合均匀，其中纳米二氧化钛∶去离子水的质量比为1～45∶55～99，然后对该混合液进行分散处理，即采用搅拌10～30min或超声分散5～10min，得到固含量为1～55％的复合纳米二氧化钛水性分散液。

7.根据权利要求5或6所述的应用，其特征是将催化剂水性分散液负载于仿真植物，将从市场购得材质为绷绢、皱纸、涤纶、布、纱、丝绸、塑料等仿真植物，用去离子水清洗、晾干后，用气压喷雾器将固含量一定的复合纳米二氧化钛水性分散液均匀喷涂于植物表面，晾干后催化剂即以薄膜的形式被负载。重复“喷涂-晾干”操作若干次，得到具有可见光响应催化功能的仿真植物样品。