[发明专利]二氧化硅纳米片负载铁氮共掺杂TiO2光催化剂的方法及用途

摘要

本发明涉及一种二氧化硅纳米片负载铁氮共掺杂TiO₂光催化剂方法及用途。该方法采用廉价的高岭石作为载体原料，通过对其热‑酸活化获得活性二氧化硅纳米片，再以该二氧化硅纳米片为载体，以硝酸铁为铁源，硝酸铵为氮源，通过简单的水热合成法，制备二氧化硅纳米片负载的铁、氮共掺杂TiO₂光催化剂。该方法简单可行，成本低廉，获得的纳米TiO₂光催化剂具有大的比表面积大和丰富的孔结构，并具有在可见光下有效降解苯酚的用途，可广泛应用于环境污染物的控制与去除，如废水和室内外气体污染等净化处理。

主权项

一种二氧化硅纳米片负载铁氮共掺杂TiO₂光催化剂的方法，其特征在于按下列步骤进行：a、将高岭石精矿在温度400‑600℃下煅烧2‑24h, 升温速率为5‑20℃/min，获得偏高岭石，再将偏高岭石按质量分数1%‑5%加入到1‑4mol/L的硫酸、盐酸或硝酸溶液中，在温度40‑95℃下反应2‑48h后，过滤，水洗至中性，在温度50‑100℃下干燥6‑12h，经研磨得到二氧化硅纳米片；b、将步骤a二氧化硅纳米片分散在50‑100mL去离子水中，均匀搅拌分散30min后，加入硝酸铵和硝酸铁，待其完全溶解之后加入0.01‑0.05mol硝酸，降温到0‑5℃，得到悬浮液；将0.005‑0.02mol钛酸四正丁酯或钛酸四异丙酯与0.1‑0.4mol溶剂乙醇、异丙醇、异戊醇或正丁醇混合，加入到悬浮液中，并在温度0‑5℃下继续搅拌2‑10h，得到半透明的溶胶悬浮液；c、将步骤b溶胶悬浮液转移到反应釜中，在温度120‑220℃下水热反应8‑48h后，常温下自然冷却，取出反应物并用乙醇和去离子水洗涤至中性，在温度60‑100℃下干燥12‑48h后研磨成粉，并在温度400‑900℃下煅烧2‑5h，即可得到二氧化硅纳米片负载铁氮共掺杂TiO₂光催化剂。