[发明专利]一种具有光响应的光催化剂及其制备方法

摘要

本发明公开了一种具有可见光响应的光催化剂及其制备方法，所述催化剂是以Pr、Al掺杂的纳米TiO2和有机半导体材料为原料制备而成的有机半导体材料修饰改性Pr、Al掺杂的TiO2纳米粒子；其制备方法包括Pr、Al掺杂的TiO2粒子的制备、有机半导体材料的制备和有机半导体材料修饰改性Pr、Al掺杂的TiO2纳米粒子三方面。本发明所制备的光催化剂具有制备成本低廉、可见光响应范围宽、光催化效率高、稳定性好等优点。 1

主权项

1.一种具有可见光响应的光催化剂，其特征在于是以Pr、Al掺杂的纳米TiO2和有机半导体材料为原料制备而成的有机半导体材料修饰改性Pr、Al掺杂的TiO2纳米粒子；其中，所述光催化剂的制备方法，包括如下步骤：1)Pr、Al掺杂的TiO2粒子的制备a)以Pr6O11、Al2O3和粒径为20‑50nm的纳米TiO2为原料，按分子式Pr3AlTi4O15中对应元素的化学计量配料；b)将步骤a)配好的原料混合，放入球磨罐中，加入无水乙醇，混合球磨8‑12h后，取出烘干，过200目筛得到细粉料；c)将步骤b)得到细粉料在1200‑1400℃下煅烧6‑10h后，自然冷却至25℃；其中，所述无水乙醇与二氧化钛质量比为2:1；2)有机半导体材料的制备称取一定量的氯甲基甲醚和苯并吡啶于装有氯仿的两口烧瓶中，冰水浴下磁力搅拌反应2h，然后撤去冰水浴，于室温磁力搅拌反应4‑8h后，旋蒸去除溶剂氯仿，再用丙酮洗涤样品3‑5次，再旋蒸除去溶剂丙酮，在真空55‑65℃下干燥12‑24h后得到有机半导体材料，备用；其中，所述氯甲基甲醚、苯并吡啶和氯仿的质量比为1:1.6:(8‑10)；3)有机半导体材料修饰改性Pr、Al掺杂的TiO2纳米粒子将步骤2)所得有机半导体材料加入到悬浮有步骤1)所得Pr、Al掺杂的纳米TiO2粒子的氯仿中，在惰性气氛下，于80‑100℃回流搅拌12‑20h得到产物，将所得产物离心分离，将离心分离得到的固体用氯仿洗净后，放置真空干燥箱中90‑110℃下干燥20‑30h，即得到光催化剂；其中，有机半导体材料与Pr、Al掺杂的纳米TiO2粒子的质量比为1:(3‑5)，Pr、Al掺杂的纳米TiO2粒子与氯仿的质量比为1:(3‑5)。