[发明专利]一种La2

说明书

本发明公开了一种Lasubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;/TiOsubgt;2/subgt;催化剂及其气相吸附化学反应制备方法和应用，属于光催化剂技术领域。本发明利用如下方法：(1)将气化的镧前驱体以脉冲的形式进入气相吸附体系，使镧前驱体吸附在纳米TiOsubgt;2/subgt;表面；(2)向体系中充入惰性气体进行吹扫；(3)向体系中充入氧化剂，以将吸附在纳米TiOsubgt;2/subgt;上的镧前驱体氧化为氧化镧；(4)向体系中充入惰性气体吹扫后，制备得到Lasubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;/TiOsubgt;2/subgt;催化剂。本发明方法所得Lasubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;/TiOsubgt;2/subgt;催化剂中Lasubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;在TiOsubgt;2/subgt;表面均匀分布，不会改变TiOsubgt;2/subgt;的孔径结构和比表面积，具有较高的保形性和催化活性，且可实现对Lasubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;含量的精确控制，高效地降解染料类污染物。

技术领域

本发明属于光催化剂技术领域，具体涉及一种La₂O₃/TiO₂催化剂及其气相吸附化学反应制备方法和应用。

技术背景

TiO₂因价格低廉、无污染，同时催化活性高、氧化能力强而被广泛研究。但是纯TiO₂存在两大缺陷：(1)禁带宽度较窄，难以使光源得到充分利用；(2)被激发的电子-空穴对极易复合，量子产率较低。对提升TiO₂光催化性能的研究，大多是通过元素掺杂来实现的。在TiO₂负载型催化剂中，Pd、Au、Ag等贵金属是常用的活性组分，但是这些金属价格昂贵，极大程度的限制了这些催化剂的应用。为了提高TiO₂光催化剂的催化活性和对可见光的利用率，许多研究者对其进行了掺杂改性。TiO₂等半导体光催化剂的复合和掺杂是提高光催化剂活性和扩展光催化剂吸收可见光范围的有效途径。虽然已有大量关于TiO₂过渡金属元素掺杂光催化剂性能研究的文献报道，但有关稀土元素掺杂TiO₂研究则少见报道。我们掺镧的主要目的是提高光催化剂活性，活性提高的主要原因是掺镧抑制了TiO₂晶型的转变和晶粒的长大，使TiO₂比表面积增大，反应物种在催化剂表面吸附增强所致。稀土元素具有较多的电子能级，可以成为光生电子或空穴的浅势捕获陷阱，将稀土与TiO₂复合，可延长TiO₂光生电子与空穴对的复合时间，从而提高TiO₂的光催化活性。现有制备La₂O₃/TiO₂催化剂的方法有浸渍法、溶胶-凝胶法、液相沉积法、水热法等方法。如阜阳师范大学学报期刊发表了一种La₂O₃负载的TiO₂光催化剂的制备方法，该方法通过浸渍煅烧方法，直接在TiO₂基体上生长出具有紫外光响应性能的La₂O₃负载的TiO₂催化剂。分子催化期刊发表了一种采用溶胶-凝胶法制备La₂O₃负载的TiO₂光催化剂的方法，该方法将La(NO₃)₃溶液加入到装有无水乙醇的反应器中，再将钛酸四正丁酯、冰醋酸和无水乙醇混合溶液，在激烈搅拌下，以1滴/秒左右的速度滴入反应器中。用同样的方法再滴加一定量的去离子水。持续搅拌至生成淡黄色的凝胶，将此凝胶于110℃干燥5h，研细、过孔径0.125mm筛，得到干凝胶粉。将干凝胶粉在马弗炉中于700℃煅烧3h，得到掺镧光催化剂La₂O₃负载的TiO₂。