[发明专利]铈掺杂钛溶胶及在紫外光下降解酸性藏青GGR的方法

说明书

技术领域

本发明属于纺织化工技术领域，具体涉及一种铈掺杂二氧化钛溶胶的制备及紫外光下降解酸性藏青GGR的方法。

背景技术

利用纳米TiO₂光催化降解染料废水，染料深度氧化完全，能够有效地降解为CO₂和H₂O，操作简便，无污染。但TiO₂在实际应用方面还存在光催化活性低的问题，为减少光生电子和空穴的复合，提高TiO₂光催化活性，对TiO₂进行了各种过渡金属离子掺杂，发现大多数过渡金属离子掺杂能够增强TiO₂的光催化活性。TiO₂对不同的染料降解能力不同，酸性藏青GGR稳定性好，分子结构复杂，难以降解。

适当的掺杂能提高TiO₂的光催化活性，CN1267186C发明了一种氮掺杂型二氧化钛可见光催化剂的制备方法，采用光助合成溶胶凝胶的方法，在较低的温度下干燥将氮元素掺杂到二氧化钛样品中，光催化降解有机污染物分子及光催化还原无机金属离子的反应中具有显著的可见光催化活性；CN1265876C公开了一种氯掺杂二氧化钛纳米材料的制备方法，该催化剂粉末降解苯酚的一级反应动力学表观速率常数为纯二氧化钛粉末的5倍，在可见光下具有高光催化活性；CN1313204C涉及一种纳米掺杂二氧化钛光催化剂的制备方法，按重量比四氯化钛∶水＝1∶10～10∶1的比例将水加入四氯化钛中，按四氯化钛重量的0～5％加入掺杂物，NH₃·H₂O中和至pH 5～9，低速搅拌0～10h，然后在100～105℃下烘干，在150～1000℃下灼烧，得纳米掺杂二氧化钛，所制备产品粒径小且分布均匀，比表面积大，催化活性高。但上述催化剂都须高温煅烧成粉末后才有较高的活性，用溶胶-凝胶法将铈掺杂到TiO₂溶胶中，能抑制光生电子和空穴的复合，提高TiO₂光催化活性，且制备方法简便。

发明内容

本发明采用溶胶-凝胶法制备一种紫外光下具有高催化活性的铈掺杂二氧化钛纳米光催化剂，用以降解酸性藏青GGR溶液，其步骤具体如下：将0.01-0.15份的四氯化铈溶解于80.99-91.85份pH值为1-3的水溶液；再将6-12份钛酸四丁酯溶于3-6份无水乙醇中，在400-700rpm磁力搅拌器搅拌下滴加到上述溶液中，搅拌10-30min后在室温下陈化3-5天成为铈掺杂二氧钛溶胶。功率为150-250W/m²作为光源照射，每3-12份酸性藏青GGR溶液中加97-88份铈掺杂二氧化钛溶胶，进行光催化氧化反应300-420min。

本发明采用溶胶-凝胶法通过掺杂稀土元素铈制备催化活性高的二氧化钛溶胶，紫外光下降解酸性藏青GGR。反应在室温下进行，设备简单。

具体实施方式

通过以下的实施例将有助于进一步的理解本发明，但不能限定本发明的内容。

实施例一

将0.10份的四氯化铈溶解于87.9份pH值为3的水溶液；再将8份钛酸四丁酯溶于4份无水乙醇中，在450rpm磁力搅拌器搅拌下滴加到上述溶液中，搅拌30min后在室温下陈化5天成为铈掺杂二氧钛溶胶。

将4份酸性藏青GGR溶液加入96份铈掺杂二氧化钛溶胶中，搅拌均匀，在160w/m²紫外光下照射400min，染料降解率为90.21％。

实施例二

将0.09份的四氯化铈溶解于89.41份pH值为2的水溶液；再将7份钛酸四丁酯溶于3.5份无水乙醇中，在500rpm磁力搅拌器搅拌下滴加到上述溶液中，搅拌25min后在室温下陈化4天即成为铈掺杂二氧钛溶胶。

将3份酸性藏青GGR染料溶液加入97份铈掺杂二氧化钛溶胶中，搅拌均匀，在250w/m²紫外光下照射360mim，降解率为92.34％。

实施例三

将0.05份的四氯化铈溶解于86.95份pH值为1的水溶液；再将9份钛酸四丁酯溶4份无水乙醇中，在600rpm磁力搅拌器搅拌下滴加到上述溶液中，搅拌18min后在室温下陈化3天即成为铈掺杂二氧钛溶胶。

将9份酸性藏青GGR染料溶液加入91铈掺杂二氧化钛溶胶中，搅拌均匀，在160w/m²紫外光下照射400mim，降解率为87.56％。