[发明专利]一种蓝色TiO2催化剂的制备方法

说明书

本发明提供了一种蓝色TiO₂催化剂的制备方法，将TiCl₄和水合肼按照摩尔比为1：（5‑10）的比例混合，获得TiCl₄‑肼配合物；按照质量比TiCl₄:水=1:15‑30，将去离子水加入上述的配合物中，获得TiO₂的前驱体液；将所得前驱体液装入水热釜中，在170‑220℃下，反应16‑24h后，抽滤、洗涤、干燥获得蓝色TiO₂催化剂。通过本发明的方法获得的蓝色TiO₂催化剂具有较好的紫外‑可见光响应，在紫外‑可见光下具有较好的光催化降解废水染料的性能。此类蓝色TiO₂粉体，最快能在25min内将20mg/L的甲基橙溶液完全降解，光催化效果较白色TiO₂更好。

技术领域

本发明属于化工领域，涉及一种催化剂，具体来说是一种蓝色TiO₂催化剂的制备方法。

背景技术

TiO₂光催化技术作为一种“绿色技术”和“环境友好技术”，具有操作简单、反应条件温和无二次污染等优点，是21世纪催化学科备受关注的研究方向之一，在水处理的工业化规模应用中具有巨大的潜力和广阔的应用前景，其中纳米二氧化钛P25已经实现了工业化生产。但是，就TiO₂而言，有两个问题始终制约着其使用性能，一是TiO₂的禁带宽度较宽，为3.2eV，这导致它的光响应范围较窄，只能吸收太阳光中波长小于380nm的紫外光，而这仅占照射到地面太阳能射线的4%-6%；二是光生载流子容易重新复合，导致光量子效率很低。因此，解决以上两个问题是现在TiO₂在光催化领域研究的热点和重点。普通TiO₂粉体外观通常呈白色，受上面这两个因素的影响较大。为更好解决上面两个问题，非白色体系TiO₂研究越来越受到关注。蓝色TiO₂是经过特殊处理过后的TiO₂，这种TiO₂的蓝色外观是由吸收波长由紫外光区向可见光区移动而造成的。蓝色TiO₂在保留了对紫外光响应的同时也实现了对可见光的响应，并能有效抑制光生载流子的重新复合，表现出较强的光催化能力。

专利CN103553124A中以三氯化钛为原料，加入一定摩尔比的平衡共轭对四氯化钛，并以氟化钠作为稳定剂，通过溶剂热法合成出蓝色二氧化钛纳米颗粒。但是这种方法所需原料多，温度高，时间长。专利CN103482698A中将金红石相二氧化钛与去离子水混合，然后在紫外激光仪照射下的得到蓝色二氧化钛。这种方法虽然原料较少，但是所需设备较为苛刻，不利于大规模生产。

发明内容

针对现有技术中的上述技术问题，本发明提供了一种蓝色TiO₂粉体的制备方法，所述的这种蓝色TiO₂粉体的制备方法要解决现有技术中的制备蓝色TiO₂粉体的方法工艺复杂、条件苛刻，不利于大规模工业生产的技术问题。

本发明提供了一种蓝色TiO₂催化剂的制备方法，包括如下步骤：

1)分别称取TiCl₄和水合肼，所述的TiCl₄和水合肼的摩尔比为1：5-10，将TiCl₄和水合肼混合，获得TiCl₄-肼配合物；

2)称取去离子水，所述的去离子水和TiCl₄的质量比为1:15-30，将去离子水加入上述的TiCl₄-肼配合物中，获得TiO₂的前驱体液；

3)将上述的TiO₂的前驱体液装入水热釜中，在170-220℃下，反应16-24h后，抽滤、洗涤、干燥获得蓝色TiO₂催化剂。