[发明专利]一种具有可见光催化活性的TiO2

说明书

本发明公开了一种具有可见光催化活性的TiO₂/UiO‑66复合材料的制备方法和应用，制备方法包括有以下步骤：S1、制备UiO‑66；S2、制备TiO₂/UiO‑66复合材料。本发明的制备过程简单、环保且安全性高，无需消耗大量能源，只需在低温水热条件下即可进行，不但有效地避免二氧化钛粒子出现烧结团聚的现象，而且制备成本较低；另外，制备出的TiO₂/UiO‑66复合材料中的TiO₂颗粒具有较高的分散度和更大的比表面积，从而极大地提高了TiO₂对水体污染物的吸附能力，具有较佳的光催化性能，可应用于较大浓度范围的污水处理；并且，本发明制备出的TiO₂/UiO‑66复合材料不仅在紫外可见光下具有催化性能，在可见光下也有一定的催化性能，极大地提高了对光的利用效率。

技术领域

本发明涉及用于降解水体有机污染物的光催化剂制备技术领域，特别涉及一种具有可见光催化活性的TiO₂/UiO-66复合材料的制备方法和应用。

背景技术

环境保护和资源的可持续利用是经济、社会得以长远发展的必要保证。但是长期以来，由于工业生产污水的大量排放，现在已经造成严重的生态问题。污水难以处理问题正亟待解决。这些污水不仅会对环境产生不良影响，还会严重威胁人们的生命健康。现已发展出多种能够处理水体有机污染物的方法。这些方法包括有物理、化学、生物等处理方式，采取如分离、吸附和氧化等手段来对污染物进行了处理。但是，这些处理方式只是对水体有机污染物进行转移、转化或者稀释，没能从根本上对其进行分解。另外，上述这些处理方式还需要通过消耗大量能源来实现，实现的过程本身就还伴随着新的污染产生。

随着科学技术的进步，采用高效、安全、廉价的吸附剂和催化剂来对废水进行处理成为一个切实可行的研究方向，特别是其中的光催化技术。光催化技术是指利用太阳光来对污染物进行催化降解。这项技术在大气、土壤、水的污染处理等方面有着巨大的应用前景。在降解废水污染物方面，半导体催化剂一直被公认为是兼具绿色、高效的新型催化剂。二氧化钛(TiO₂)作为传统的半导体催化剂材料，由于其具有化学稳定性强、性价比高、安全无毒等优点，目前己被广泛应用。但是，其也具有一定的缺陷。在实际应用中，因为其禁带宽度较大、光利用率比较低等缺点，所以只能利用约占太阳光谱5％的紫外光，并且其光生电子和空穴也容易出现复合的情况。虽然具有高催化活性的锐钛矿相二氧化钛能克服上述普通二氧化钛的缺陷，但是锐钛矿相二氧化钛的制备要求较高，需要在400 ℃左右的高温下进行制备；不仅需要消耗大量能源，而且在制备的过程中还容易出现TiO₂粒子烧结团聚的情况，进而极大程度地降低了其自身活性。

公开号为CN111905768A的中国发明专利申请公开了一种MoS₂/MoO₃/TiO₂复合光催化材料及其制备方法与应用。从其公开的技术内容中可得知，其先将MoO₃粉末进行加热处理，得到MoO₃晶体；将MoO₃晶体放进行第一加热处理，同时将S粉末进行第二加热处理，得到MoS₂ / MoO₃复合材料；将TiO₂粉末和MoS₂/MoO₃复合材料加入水中，搅拌均匀，得到混合溶液；将混合溶液进行干燥处理，得到MoS₂/MoO₃/TiO₂复合光催化材料。但是仍该技术存在不足之处，一是其制备过程过于复杂，需要通入氩气、氮气等保护气体；二是没有解决二氧化钛粒子的烧结团聚所造成的TiO₂活性降低的问题；三是合成的材料没有提高TiO₂的吸附能力，不能适用于较大浓度范围的污水处理。