[发明专利]上转换型光催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米级光催化剂的制备方法，具体地说是涉及一种可见光响应的复合光催化剂TiO₂/Y₂O₃:Yb³⁺及其制备方法，属于无机光催化材料领域。

背景技术

近些年来，各种有机污染物日益增多，光催化技术作为一种高级氧化工程对于光催化在染料方面的降解应用也越来越多。但是材料大多只在紫外条件下可利用，对于在现实中的应用存在很大的局限性。因此，制备出在可见光下有较好效果的催化剂就变得很有必要。

纳米二氧化钛是一种具有光催化活性的半导体材料，即是一种半导体光催化剂，并引发光催化反应。接受紫外辐照后，半导体光催化剂的表面反应可产生空穴(h+)、羟基自由基(.OH)、超氧负离子(.O-2)等强氧化性物种，几乎可以无选择地氧化所有的有机污染物，并使之完全矿化。并且纳米二氧化钛具有较宽的带隙、化学性质稳定、无毒，是目前光催化技术研究中普遍使用的半导体光催化剂。

然而二氧化钛的带隙是3.2eV,只有在比400nm短的紫外线的照射下才能显现出活性，只能在室内或者有紫外灯的地方工作，几乎不能利用可见光，这大大的限制了二氧化钛光催化剂的使用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种成本低、具有可见光响应、光降解效率稳定的纳米级TiO₂/Y₂O₃:Yb³⁺的制备工艺，此工艺可获得晶型稳定性更好、粒径分布均匀、晶体发育良好的纳米级TiO₂/Y₂O₃:Yb³⁺。

本发明所述的制备工艺，包括如下步骤：

将H2O,HCl,C2H5OH按摩尔比加入到烧杯中，并在强烈搅拌下，同时加入适量上转换剂Y2O3:Yb3+,超声分散后，逐滴加入含有钛酸四丁酯和乙醇的混合溶液。继续搅拌8-9h后得透明的溶胶，室温下陈化后得凝胶，将凝胶置于鼓风干燥箱中70-90℃干燥以除去有机溶剂。最后，将所得干凝胶置于500-600℃下热处理1-2h,得到样品得到最终产品。

具体实施方式

本发明不受以下实施例限制。

实施例1

将10mlH₂O,1mlHCl,150mlC₂H₅OH加入到烧杯中，并在强烈搅拌下，同时加入3g上转换剂Y₂O₃:Yb³⁺,超声分散2h后，逐滴加入含有钛酸四丁酯和乙醇的混合溶液10ml。继续搅拌8h后得透明的溶胶，室温下陈化后得凝胶，将凝胶置于鼓风干燥箱中70℃干燥以除去有机溶剂。最后，将所得干凝胶置于500℃下热处理2h,得到样品得到最终产品。

实施例2

将20mkH₂O,2mlHCl,300mlC₂H₅OH加入到烧杯中，并在强烈搅拌下，同时加入5g上转换剂Y₂O₃:Yb³⁺,超声分散3h后，逐滴加入含有钛酸四丁酯和乙醇的混合溶液20ml。继续搅拌9h后得透明的溶胶，室温下陈化后得凝胶，将凝胶置于鼓风干燥箱中80℃干燥以除去有机溶剂。最后，将所得干凝胶置于550℃下热处理2h,得到样品得到最终产品。