[发明专利]锡还原纳米二氧化钛催化剂的制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种锡还原纳米二氧化钛催化剂的制备方法。

背景技术：

随着环保技术的发展和人们对环境质量的要求不断提高，高活性的光催化 材料已经成为最引人注目的处理水和空气污染的新技术。目前，用于光催化技 术的催化剂多为N型半导体材料，如TiO₂、ZnO、CdS、WO₃、SnO₂、Fe₂O₃等。在众多半导体光催化剂中，TiO₂因其催化活性高、稳定性好、价廉、无毒 等优点而倍受关注。除了在净化水和空气方面的应用外，TiO₂在杀菌消毒、光 解水、固氮、CO₂还原等方面的研究也取得了一定进展。但是，目前，二氧化 钛的对太阳光的利用率低及光生载流子复合率高这两个瓶颈因素的影响，导致 其光催化活性仍然较低，因此，如何提高二氧化钛的光催化活性是目前和今后 需要解决的问题。在研究过程中发现，经表面还原处理制备的TiO_2-x型光催化 剂(含有部分Ti³⁺)显示出了优异的光催化性能。到目前为止，利用还原法对TiO₂进行改性的方法仅有高温度氢还原及氢等离子体还原这两方法，这两种方法均 可改善TiO₂光催化性能。但氢还原法工艺复杂、存在易燃易爆等不安全因素， 并且耗时长、成本较高。而氢等离子体还原法存在着设备投入费用高、耗能高、 工艺条件复杂等缺点，难以实现工业化，限制了这两种改性方式的应用。

发明内容：

本发明的目的是提供一种制备工艺简单、易操作、合成时间短、重现性好、 安全、设备简易、成本低的锡还原纳米二氧化钛催化剂的制备方法。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

锡还原纳米二氧化钛催化剂的制备方法，其组成包括：按重量份数比称取 1-100份纳米二氧化钛粉体，将所述的纳米二氧化钛粉体室温下加到二氯亚锡的 溶液中，浸渍1-60分钟，抽滤，用水洗涤三次，烘干后得到锡还原纳米二氧化 钛催化剂。

所述的锡还原纳米二氧化钛催化剂的制备方法，所述的纳米二氧化钛粉体 由锐钛矿相、金红石相、板钛矿相中的一种或几种组成，所述的纳米二氧化钛 粉体的重量为1-100克/升。

所述的锡还原纳米二氧化钛催化剂的制备方法，所述的二氯亚锡溶液的浓 度为0.1-5mol/L，所述的二氯亚锡溶液的体积份数为0.1-1份，所述的重量份数 与体积份数对应单位为克：升。

本发明的有益效果：

1.本发明制备工艺简单，工艺参数较易控制、制备过程安全可靠。

2.本发明的制备成本低。

3.本发明兼具氢还原法和Sn⁴⁺掺杂改性方法所制备催化剂的优点，锡还原 二氧化钛催化剂中含有部分Ti³⁺，导致其费米能级升高，导带上的光生电子还原 势增强，同时在纳米二氧化钛粒子表面引入锡物种，提高了纳米二氧化钛光生 电子和空穴的分离效率，适合于用作光催化、光电转化及光解水制氢过程的催 化剂。

4.本发明制备的产品在紫外光下具有显著的光催化活性，可以有效地催化 降解有机污染物。

5.本发明具有潜在的工业化前景，可应用于光催化、光电转化及光解水制 氢等多个领域。本方法的推广使用将有相当的经济和社会效益。

附图说明：

附图1是Sn还原前后纳米二氧化钛粉体的XRD图谱。

附图2是Sn还原前后纳米二氧化钛粉体的DRS图谱。

附图3是Sn还原前后纳米二氧化钛粉体的XPS图谱。

附图4是Sn还原前后纳米二氧化钛粉体的SPS图谱。

附图5是Sn还原前后纳米二氧化钛粉体降解罗丹明B的图谱。

具体实施方式：

实施例1：

锡还原纳米二氧化钛催化剂的制备方法，其组成包括：按重量份数比称取 1-100份纳米二氧化钛粉体，将所述的纳米二氧化钛粉体室温下加到二氯亚锡的 溶液中，浸渍1-60分钟，抽滤，用水洗涤三次，烘干后得到锡还原纳米二氧化 钛催化剂，所采用还原方法为二价锡化学还原法。