[发明专利]二氧化钛/三氧化钼异质结的制备方法及其应用于光催化脱硫

说明书

本发明属于复合催化剂制备技术领域，涉及光催化剂脱硫，特别涉及一种二氧化钛/三氧化钼异质结的制备方法，包括：取钼酸分散于去离子水中混合均匀，再滴加钛酸四丁酯，将混合物充分搅拌均匀，然后将混合液转移至坩埚并将其放置于程序升温马弗炉中，300～900℃焙烧3～8 h，冷却至室温后研磨，即得，其中，所述钛酸四丁酯、钼酸与去离子水的固液比为3～15 mL:0.16～0.19 g:50～100 mL。本发明还公开了应用于光催化氧化燃油脱硫。本发明合成工艺操作简单，降低了光生电子空穴对的复合，提高了光生载流子的寿命，从而提高了光催化活性，该反应操作条件温和，异质结催化剂结构性质稳定，可以重复循环使用，具有优异的工业应用前景。

技术领域

本发明属于复合催化剂制备技术领域，涉及光催化剂脱硫，特别涉及一种二氧化钛/三氧化钼异质结的制备方法及其应用于光催化脱硫。

技术背景

随着工业的快速发展，交通运输起到了越来越重要的作用，汽油和柴油是交通运输行业的主要燃料，人们对汽油和柴油的需求也越来越来大；但是汽油和柴油中含有大量含硫化合物，燃烧后产生的硫氧化物，造成一系列环境问题，例如会形成酸雨，从而破坏农田和植被、腐蚀建筑物和文物、污染河流和湖泊等。同时，硫氧化物还会使汽车尾气处理催化剂中毒，进而会产生更多的硫氧化物和氮氧化物，造成更大的环境污染。为了保护生态环境，世界上许多国家都制定了非常严格的标准去限制燃油中的硫含量。生产超低含硫量的燃油就成了石油加工行业的一个目标，降低燃油中的硫含量成了一个非常重要的课题。

光催化氧化脱硫是非常有前景的脱硫技术，它反应条件温和、反应速率快、绿色环保且节能，也可以达到深度脱硫的目标。在光催化氧化脱硫中，光催化剂的选择是最重要的因素。二氧化钛是研究应用最多的光催化剂，三氧化钼是一种价廉易得的光催化剂，但是它们也有很多缺点，比如禁带宽度大、光生电子和光生空穴容易复合、光催化效率不高等。因此，业内发展出很多改进光催化性能的方法，其中，与合适的半导体氧化物复合构建异质结构是一种非常有效且简便的方法。三氧化钼的导带和价带的位置都高于二氧化钛的导带和价带的位置，可以形成异质结构，降低光生载流子的复合速率，提高光生载流子的寿命，提高光催化效率，该异质结催化剂结构性质稳定，反应操作条件温和，脱硫效率高效，具有优异的工业应用前景。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足，本发明目的是提供一种二氧化钛/三氧化钼(TiO₂/MoO₃)异质结光催化剂的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种二氧化钛/三氧化钼(TiO₂/MoO₃)异质结的制备方法，包括：取钼酸分散于去离子水中混合均匀，再滴加钛酸四丁酯，将混合物充分搅拌均匀，然后将混合液转移至坩埚并将其放置于程序升温马弗炉中，300～900℃焙烧3～8h，冷却至室温后研磨，即得，其中，所述钛酸四丁酯、钼酸与去离子水的固液比为2～10mL:1.2～2.4g:30～100mL。

本发明较优公开例中，所述钛酸四丁酯、钼酸与去离子水的固液比为3.4mL:1.8g:50mL。

本发明较优公开例中，混合物的搅拌时间为0.5～4.5h。

本发明较优公开例中，所述程序升温，其升温速率为1～5℃/min。

根据本发明所述方法制备得到的二氧化钛/三氧化钼(TiO₂/MoO₃)异质结，降低光生电子和空穴的复合率。

本发明的另一个目的，在于将所制得的二氧化钛/三氧化钼异质结应用于光催化氧化燃油脱硫。

实验室模拟，在紫外灯照射下，以30wt.％双氧水作为氧化剂，光催化氧化脱除燃油中DBT、4-MDBT和4,6-DMDBT等硫化物。