[发明专利]一种稀土掺杂二氧化钛光触媒水溶胶的制备方法

说明书

本发明提供了一种稀土掺杂二氧化钛光触媒水溶胶的制备方法，所述光触媒是以硫酸氧钛为钛源采用络合‑晶化工艺掺杂了稀土铕和铽的具有可见光响应的二氧化钛光触媒，所述络合‑晶化工艺的步骤包括：将硫酸氧钛溶于去离子水中，得到钛盐水溶液；将硫酸铕和硫酸铽溶于去离子水中，得到铕‑铽共溶水溶液；混合两种溶液，向混合溶液中缓慢滴加氨水，形成混浊胶体状溶液，然后真空抽滤，得到膏状物，水洗，抽滤后得到固体物；将固体物重新分散到去离子水中，缓慢滴加过氧化氢，得到黄色混浊悬浊液；将悬浊液转移到反应釜中，热处理后得到稀土掺杂二氧化钛光触媒水溶胶。本发明制备方法工艺简单，制备的光触媒水溶胶可在可见光照射下发挥高效的光催化作用，并且具有无毒、稳定等特点，可喷涂施工也可制备成空气净化器的结构元件。

技术领域

本发明属于光触媒材料制备领域，涉及一种稀土掺杂二氧化钛光触媒水溶胶的制备方法。

背景技术

二氧化钛在光线尤其是紫外光线的作用下，能高效降解有毒有害气体、杀灭多种细菌，还具备除臭、抗污、净化空气等功能，是一种具有较好应用性的光催化材料。然而二氧化钛的禁带宽度较大，只有当波长小于387nm的紫外光激发时，才能产生电子和空穴，发挥光催化作用，因此开发具有可见光响应的二氧化钛光催化剂是当前光催化领域研究的重要任务和研究热点。

近年来通过掺杂的方法对二氧化钛进行改性以提高其在可见光区域的光催化活性的研究较多，也取得了一些进展，相关研究发现二氧化钛中掺杂稀土金属可以拓宽二氧化钛半导体对太阳光的吸收，稀土金属离子由于其特殊的4f电子构型，可以和一些污染物形成有效的络合，加快了与表面光生载流子的反应速度，在二氧化钛的掺杂改性研究中具有其独特的作用。

中国发明专利《一种可见光响应型纳米复合物粉体光触媒及其制备方法》（申请号201010197339.7）提出一种Fe掺杂锐钛矿型TiO2纳米晶异相复合于TiO2-B相纳米带表面的可见光响应型纳米复合物粉体光触媒，该复合粉体光触媒在可见光照射下对有机污染物有良好的光降解作用。

鉴于此，本发明提供一种稀土掺杂二氧化钛光触媒水溶胶。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种稀土掺杂二氧化钛光触媒水溶胶的制备方法，该方法工艺简单，制备的光触媒水溶胶可在可见光照射下发挥高效的光催化作用，并且具有无毒、稳定等特点，可喷涂施工也可制备成空气净化器的结构元件。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种稀土掺杂二氧化钛光触媒水溶胶的制备方法，所述光触媒是以硫酸氧钛为钛源采用络合-晶化工艺掺杂了稀土铕和铽的具有可见光响应的二氧化钛光触媒，

所述络合-晶化工艺的步骤包括：

（1）将硫酸氧钛溶于去离子水中，完全溶解后过滤去除杂质，得到钛盐水溶液；准确称取硫酸铕和硫酸铽，控制铕和铽的物质的量之比为1：0.05，溶于去离子水中，得到铕-铽共溶水溶液；

（2）将钛盐水溶液和铕-铽共溶水溶液混合，控制铕和铽的物质的量为钛的0.1～1%，向混合溶液中缓慢滴加氨水，形成混浊胶体状溶液，然后真空抽滤，得到膏状物，用去离子水反复清洗，抽滤后得到固体物；

（3）将固体物重新分散到去离子水中，高速搅拌2～3h，然后缓慢滴加过氧化氢，得到黄色混浊悬浊液；

（4）将悬浊液转移到反应釜中，在90～100℃下热处理9～13h，得到稀土掺杂二氧化钛光触媒水溶胶。

本发明的有益效果有：

（1）本发明二氧化钛光触媒水溶胶采用稀土铕和铽掺杂二氧化钛，可在可见光照射下发挥高效光催化性；

（2）本发明二氧化钛光触媒为水溶胶，具有无毒、稳定的特点；