[发明专利]一种中低温光热电协同催化氧化VOCs的催化剂的制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种中低温光热电协同催化氧化VOCs的催化剂的制备方法及应用，首先通过热电材料对二氧化钛纳米管外表面修饰，然后利用真空辅助超声浸渍的方法结合焙烧等工艺制备了热电材料表面修饰的二氧化钛纳米管限域过渡态金属氧化物活性组元的中低温光热电协同催化氧化VOCs的催化剂，构建热电‑限域协同光热催化氧化构效体系，充分利用光能、热能及电能之间的相互作用，光‑热‑电协同来有效调控纳米管限域组元的催化特性从而实现对内嵌过渡态金属氧化物活性组元的电子特性与结构的调控，实现光能利用的最大化及性能的最优化，实现中低温高效快速催化氧化VOCs。

技术领域：

本发明涉及光催化技术领域，具体涉及一种中低温光热电协同催化氧化VOCs的催化剂的制备方法及应用。

背景技术：

挥发性有机物(VOCs)，如乙烯、苯、甲苯、甲醛等，具有毒性或者难闻的气味，并且可以和其他空气污染物(如O₃,NO_x和SO_x等)在一定情况下反应造成严重的光化学污染，严重破坏环境，影响人们的身体健康。针对VOCs的防护与治理，光热协同催化为目前的困境打开了一扇希望之门，一方面，光辅助可以通过晶格中激发氧使得有机物活化能降低；另一方面也，无需在较高温度下便可以提高晶格氧从体内到表面的扩散速度。然而目前光热催化的催化效率太低，还不能满足工业需求。热电材料可以在一定的热势差作用下，热电材料内部的电子和空穴会发生定向移动，构建合适的电子分布，形成热电电势差，有利于催化效率的提升。但是，由于在微纳米尺度建立较大的热电势差并不容易，这也就需要设计独特结构的材料将热电效应最大化。

发明内容：

本发明的目的是提供一种中低温光热电协同催化氧化VOCs的催化剂的制备方法及应用，首先通过热电材料对二氧化钛(TiO₂)纳米管外表面修饰，然后利用真空辅助超声浸渍的方法结合焙烧等工艺制备了热电材料表面修饰的二氧化钛纳米管限域过渡态金属氧化物活性组元的中低温光热电协同催化氧化VOCs的催化剂，利用光热势差形成的电场对纳米管内外电子云环境调变，设计了内部限域外部热电修饰的独特结构材料，构建热电-限域协同光热催化氧化构效体系，充分利用光能、热能及电能之间的相互作用，在微纳米尺度建立热电势差，有效调节二氧化钛纳米管内外电子分布状态，实现光能有效利用，通过光-热-电协同来有效调控纳米管限域组元的催化特性的策略从而实现对内嵌过渡态金属氧化物活性组元的电子特性与结构的调控，达到提升催化剂的催化氧化VOCs能力，实现中低温高效快速催化氧化VOCs。

本发明是通过以下技术方案予以实现的：

一种中低温光热电协同催化氧化VOCs的催化剂的制备方法，该方法包括以下步骤：

1)按照摩尔比为1:2.5-3.5的配比称取金属氯化物和氧化物，然后和乙二醇混合，100–

120℃的油浴中搅拌得到澄清溶液；所述金属氯化物选自氯化铋(BiCl₃)或氯化锑(SbCl₃)中一种，氧化物选自氧化硒(SeO₂)或氧化碲(TeO₂)中的一种；