[发明专利]TiO2

说明书

本发明属于光催化、电催化技术领域，具体涉及TiO₂‑铜酸钐纳米光催化、电催化粉体的制备方法。本发明制备的粉体同时在可见光区、紫外光区具有较强的催化效果，并且粉体纯度高、粒度均匀、可控性好、性能优异，制备的铜酸钐纳米光催化粉体可作为光催化剂，应用于含孔雀石绿工业及染料废水的处理。

技术领域

本发明属于光催化、电催化技术领域，具体涉及TiO₂-铜酸钐纳米光催化、电催化粉体的制备方法。

背景技术

稀土是一种重要的战略资源，而稀土元素具有“工业维生素”的美称。稀土元素不仅在石油、钢铁、冶金、农业等传统行业有着广泛的应用，在能源、环境、生物、新材料等高新技术领域也有着举足轻重的地位。与目前制备技术和实际应用较为成熟的贵金属催化剂相比，稀土催化材料在很多方面有着突出的优势。首先，制备稀土催化材料的资源分布较为广泛，生产成本较低，我国已探明的稀土储备量已超过13000万吨，远远超过贵金属5600万吨的可开采储量。其次，稀土催化材料的制备工艺较为简单，对设备条件的要求更低，更容易实现工业化。最后，稀土催化材料的稳定性更高，在催化效率和发展空间上均有显著的优势。

孔雀石绿(Malachite Green,MG)又称苯胺绿、碱性绿、盐基块绿或者中国绿，属于三苯甲烷类染料，易溶于水、甲醇、乙醇等溶剂，溶液呈蓝绿色，其既可以作为用于纺织业、皮革业、陶瓷业和细胞染色的染料，又可作为水产养殖业的驱虫剂和杀菌剂，故一度被我国及其他国家用于防范水产养殖动物的水霉病、鱼卵病等。但是近年来随着国内外对孔雀石绿毒理学研究的逐渐深入，已有大量的研究表明孔雀石绿及其代谢产物无色孔雀石绿对于生物和环境具有巨大的副作用。由于其官能团——三苯甲烷具有高毒性、高残留、“三致”(致癌、致畸、致突变)等毒副作用，美国、日本、欧盟等许多国家和组织都已经禁用孔雀石绿用于水产养殖业，我国也于2002年5月将孔雀石绿列入了《食用动物禁用的兽药及其化合物清单》中。

配位化合物法是指将金属阳离子与有机溶剂反应，使金属离子与配位体以配位键的形式相结合，从而形成具有一定组成或空间构型的配位离子。形成的配位离子与沉淀剂反应生成难溶的配位化合物，再经过过滤、烘干或者高温煅烧后便合成了具有特殊性能的复合粉料。

铜酸钐Sm₂CuO₄具有良好的超导、气敏、光催化特性，是铜基稀土材料中性能较优的一种。但铜酸钐Sm₂CuO₄现有的制备方法并不令人满意，存在着制备过程复杂不易推广、所得产品性能不佳等问题。本发明所提供的制备方法，不仅可以解决上述问题，还将TiO2纳米粉体同时包覆在改良后的Sm₂CuO₄纳米粉体上，使得制备的粉体同时在可见光区、紫外光区具有较强的催化效果，并且制备出的粉体纯度高、粒度均匀、可控性好、性能优异，目前还未见有对孔雀石绿的报道报道。此外，本专利制备的纳米粉体，在电催化水解产氢、产氧方面具有潜在的应用空间。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了TiO₂-铜酸钐纳米光催化、电催化粉体的制备方法。本发明制备的粉体同时在可见光区、紫外光区具有较强的催化效果，并且粉体纯度高、粒度均匀、可控性好、性能优异，制备的铜酸钐纳米光催化粉体可作为光催化剂，应用于含孔雀石绿工业及染料废水的处理。

具体技术方案如下：

TiO₂-铜酸钐纳米光催化、电催化粉体的制备方法，包括如下步骤：

(1)按照铜酸钐Sm₂CuO₄中Cu与Sm的化学计量比称取Cu的可溶性盐和Sm的可溶性盐，溶于去离子水中，混合均匀，得到溶液A；

(2)在溶液A中加入一定量的乙腈和一定量的丁二酮肟，将溶液于60～90℃加热并搅拌2～3h，得到溶液B；