[发明专利]一种制备可见光响应的光催化剂的装置及制备方法

权利要求书

1.一种制备可见光响应的光催化剂的装置，其特征在于，包括光照反应箱（20），玻璃管路系统，载气集气系统，真空装置，所述的玻璃管路系统包括玻璃管路、阀门（1-8）、冷凝管（13）、光照反应器（15）；冷凝管（13）、光照反应器（15）、氙灯（16）、磁力搅拌器（17）、升降台（18）设置在光照反应箱（20）内，所述的载气集气系统包括载气瓶（21）、减压阀（24）、集气瓶（23）；所述的真空装置包括真空表（10），真空泵（22）；载气瓶（21）分别连接玻璃管路一端、光照反应器（15）下部支管（9），玻璃管路系统依次由玻璃管路、阀门（1-8）、冷凝管（13）、光照反应器（15）连接而成，横向玻璃管路位于光照反应箱（20）外部，其末端分别连接真空泵（22）、集气瓶（23），其上装有若干的阀门和真空表（10）；所述光照反应箱（20）的上部设有可视窗，可视窗上设有防强光玻璃，冷凝管（13）与光照反应箱（20）接触处设有密封圈（19）；光照反应器（15）靠近底部有相互垂直的支管（9），横向支管上装有8号阀门（8），光照反应器（15）由悬挂臂、石英盖、玻璃杯组成，所述的悬挂臂有两个，中空对称，上端呈半球状，与上部的冷凝管（13）相接，所述的冷凝管（13）内部有细螺旋玻璃管（14），外壁上部有冷凝水入口（11），外壁下部有冷凝水出口（12），冷凝管下端，呈半球壳形，与光照反应器（15）相接。

2.根据权利要求1所述的一种制备可见光响应的光催化剂的装置，其特征在于，氙灯（16）、磁力搅拌器（17）、升降台（18）设置在光照反应箱（20）内，氙灯（16）和磁力搅拌器（17）放置于升降台（18）上，氙灯（16）灯头高度刚好略高于光照反应器（15），伸入光照反应器（15）上方，与光照反应器（15）正对；氙灯（16）、磁力搅拌器（17）各一个，升降台（18）有大、小两个，氙灯（16）放置于大升降台上，磁力搅拌器（17）放置于小升降台上，并正对着置于光照反应器（15）下部，磁力搅拌器（17）与光照反应器（15）下部距离1至2厘米。

3.一种可见光响应的光催化剂的制备方法，其特征在于，使用权利要求1或2所述的装置，所述制备方法步骤如下：

a）将原料研磨后溶于蒸馏水，放入光照反应器（15）内，加入氯金酸溶液；其中原料为P25或g-C₃N₄；

b）将系统抽真空，打开光源，光照反应1-9h，反应过程中持续抽真空，得到反应溶液；

c）步骤b）得到的反应溶液离心，烘箱烘干，然后研磨，得到光催化剂。

4.根据权利要求3所述的一种可见光响应的光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤b）替换为真空泵（22）、阀门（1-8）全关闭，打开载气瓶（21），8号阀门打开，待系统充满氮气后，打开6号阀门（6）与7号阀门（7），打开光源，光照反应1-9h，反应过程中持续通氮气，通氮气的分压为0.1-0.6MPa；其中，所述6号阀门（6）位于冷凝管（13）上端，集气瓶（23）通过7号阀门（7）与玻璃管路连接。

5.根据权利要求3所述的一种可见光响应的光催化剂的制备方法，其特征在于，将原料研磨后取0.5g溶于50mL蒸馏水。

6.根据权利要求3或5所述的一种可见光响应的光催化剂的制备方法，其特征在于，原料为g-C₃N₄时，先取三聚氰胺5g，在400-600℃下煅烧4-6h，冷却研磨后取0.5g溶于50mL蒸馏水。

7.根据权利要求3或4或5所述的一种可见光响应的光催化剂的制备方法，其特征在于，氯金酸溶液为1g氯金酸溶于100mL溶剂中，加入氯金酸溶液的量为0.1-2mL。

8.根据权利要求3或4或5所述的一种可见光响应的光催化剂的制备方法，其特征在于，所述光源为氙灯，功率300W，工作电压14V，工作电流14-21A。