[发明专利]改性TiO2光催化剂的制备方法

说明书

本发明涉及一种改性TiO₂光催化剂的制备方法，属于环保材料制剂的制备方法领域。

背景技术

TiO₂是从20世纪70年代兴起的光催化剂，因其无毒、光稳定性好、催化面积较大的优点，被环境科学研究者用于光催化降解各类难生物降解的污染物质，虽然TiO₂越来越受到人们的普遍重视，但是，由于TiO₂禁带宽度较大，往往在近紫外光范围内才能受激发生成电子-空穴对而具有光氧化作用，这一性质使其推广应用受到限制，掺杂是使光谱响应红移的一种有效办法，尤其是浅能级杂质掺杂更易将光谱响应移到可见光甚至近红外光范围。

因此，研究一种工艺简单、制备的TiO₂光催化剂性能好的改性TiO₂光催化剂的方法具有良好的应用前景。

发明内容

本发明旨在提供一种工艺简单、制备的TiO₂光催化剂性能好的改性TiO₂光催化剂的制备方法。

本发明所述的改性TiO₂光催化剂的制备方法，包括以下步骤：

将无水乙醇分成等量的两份,第一份加入反应器中,在搅拌的情况下滴加入钛酸丁酯,滴加完毕后继续搅拌40min,形成的无色溶液,再将第二份无水乙醇与乙酸和蒸馏水混合,在搅拌的情况下缓慢滴加到上述制备的无色溶液中,继续搅拌40min制成浅黄色透亮溶胶,放置数天后,形成干凝胶,按一定比例将干凝胶浸泡在氯化铁、氯化铵的硫酸溶液中，制得Fe³⁺/SO₄^2-/TiO₂浸渍溶胶,放置数天后形成干凝胶,在玛瑙研钵中研磨成细粉后,放入马弗炉中灼烧,得到浸渍掺杂光催化剂Fe³⁺/SO₄^2-/TiO₂粉体即改性TiO₂光催化剂。

优选的，本发明所述的TiO₂：Fe³⁺：NH₄⁺：SO₄^2-的摩尔用量比为2：1：1：2。

更优选的，本发明所述的灼烧温度为600℃, 灼烧时间为2h。

本发明所述的制备方法，采用浸渍法制备了掺杂Fe³⁺，用氯化铵提高单分散性并且用稀硫酸表面修饰的Ti02粉体光催化剂，对所制备的改性TiO₂粉体进行X射线衍射分析，Fe³⁺/SO₄^2-/TiO₂改性TiO₂粉体中锐钛矿型TiO₂占100％，没有金红石相出现，而纯TiO₂中锐钛矿型占93％，金红石型占7％，这说明氯化铵和硫酸的修饰有效抑制了TiO₂的相变，使其表现出高的光催化活性。另外，与纯TiO₂相比，Fe³⁺/SO₄^2-/TiO₂改性TiO₂粉体的衍射峰宽化，粒径明显减小，TiO₂的平均粒径是10.O-20.0nm，Fe³⁺/SO₄^2-/TiO₂改性TiO₂粉体的平均粒径是4.0nm，即Fe³⁺/SO₄^2-/TiO₂改性TiO₂粉体的平均粒径小于TiO₂，表现出比TiO₂高的量子尺寸效应。