[发明专利]用于降解甲苯的C-TixZr1-xO2纳米颗粒催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于光催化降解VOCs催化剂制备领域，涉及一种降解甲苯催化剂的制备方法，具体地说是涉及到一种用于降解甲苯的C/Ti_xZr_1-xO₂纳米颗粒催化剂的制备方法。 

背景技术

挥发性有机化合物(VOCs)是指在常压下，沸点在50-260℃之间不包括农药在内的化合物。一般主要作为有机溶剂使用，伴随着其使用，进入大气中，接着随着降水以及风的传递，进入土壤及水体中，造成污染。对于室内污染，其主要来源于室内装饰、装修材料、如油漆及其溶剂、木材防腐剂、涂料、胶合板等，在常温下可释放出苯系物、甲醛等多种挥发性有机物质。日常生活中使用的化妆品、除臭剂、杀虫剂和各种洗涤剂也能导致VOCs向大气中释放。 

挥发性有机污染物挥发到大气中，不仅会污染环境，还对人体健康造成危害。主要表现在其可以影响人体的呼吸系统、消化系统、免疫系统和内分泌系统。人们如果长时间接触如苯系物等化合物，可以导致“三致效应”(致癌、致畸形和致突变)，这些化合物进入人体后，可以导致神经系统障碍，损害血液及造血器官，导致出血症或败血症。其他挥发性有机污染物如CFCs(氯氟烃)类化合物和HCFCs(含氢氯氟烃)类化合物具有对臭氧层破坏作用，是臭氧层空洞的罪魁祸首之一。 

目前，挥发性有机污染物（VOCs）的处理只要采用包括吸附法、化学吸收法、冷凝法、膜分离法、焚烧、催化燃烧法、等离子体法、生物法以及光催化等方法。其中，Chun-Chang Ou等人（Chun-Chang Ou,Chung-Sung Yang and Ssu-Huei Lin.Catal.Sci.Technol.2011,1,295–307.）通过溶胶-凝胶的方法制备了 不同摩尔比的钛锆固溶体，在紫外光降解罗丹明B的过程中发现TiO₂-ZrO₂其效果最好。Maria D.Hernandez-Alonso等人（Maria D.Hernandez-Alonso,Juan M.Coronado,Belen Bachiller-Baeza,Marcos Fernandez-Garcia,and Javier Soria.Chem.Mater.2007,19,4283-4291.）用反相微乳液的方法制备了Ti_1-xZr_xO₂纳米颗粒，其在紫外光降解气相环己烷的过程Ti_0.92Zr_0.08O₂转化率最高，为33.3%。 

目前，提高催化剂的量子效率，尤其是对可见光响应型的催化剂是光催化领域里两个重要的科学问题。关于钛锆类光催化剂的应用绝大多数集中在紫外光的激发下，而本研究利用简单的共沉淀方法合成了C/Ti_xZr_1-xO₂纳米颗粒并进行了鲜有报道的在可见光条件下催化降解甲苯的性能研究。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是一种制备C/Ti_xZr_1-xO₂纳米颗粒光催化剂的方法。本发明提供一种无污染、成本低、产品分散性好的制备方法。该方法合成材料对光催化降解VOCs，尤其是对甲苯有良好的催化效果。 

一种用于降解甲苯的C-Ti_xZr_1-xO₂纳米颗粒催化剂的制备方法，包括以下步骤： 

1）混合盐溶液的制备：将TiOSO₄·2H₂O和ZrOCl₂·8H₂O溶于水中，再加入沉淀剂，搅拌，得到混合盐溶液，其中，Ti和Zr的摩尔比为3：7-7：3之间； 

2）晶化：将上述所得的混合盐溶液在水浴搅拌下晶化，得到晶体； 

3）洗涤：将上述得到的晶体用去离子水及有机溶剂洗涤、分离、干燥，得到C/Ti_xZr_1-xO₂纳米颗粒前驱体； 

4）煅烧：将所述的C/Ti_xZr_1-xO₂纳米颗粒前驱体进行煅烧，最终得到C/Ti_xZr_1-xO₂纳米颗粒催化剂。