[发明专利]一种用于环境污染净化的有机无机复合光催化剂

说明书

本发明公开了一种用于环境污染净化的有机无机复合光催化剂的制备方法，包括如下步骤：1）叶状改性二氧化钛的制备，2）叶状改性二氧化钛表面修饰硅烷偶联剂KH560,3）光催化剂的制备：将经过步骤2）制备得到的表面修饰的叶状改性二氧化钛分散于高沸点溶剂中，然后向其中加入N2‑[3,5‑二(三氟甲基)苯基]‑1,3,5‑三嗪‑2,4‑二胺，在75‑85℃下搅拌反应6‑8小时，然后离心，依次用乙醚、乙醇分别离心洗涤5‑7次，后在50‑60℃的真空干燥箱中干燥8‑10小时；本发明还公开了根据所述制备方法制备得到的有机无机复合光催化剂；本发明公开的有机无机复合光催化剂可见光响应范围宽、光催化活性高、稳定性好。

技术领域

本发明属于环境净化光催化剂新材料技术领域，涉及一种光催化剂及其制备方法，具体涉及一种具有可见光响应的有机无机复合光催化剂及其制备方法。

背景技术

近年来，随着社会经济的快速发展及全球工业化进程的不断加快，环境污染问题日益严重，它们直接或间接地影响着人们的身心健康，如何有效治理环境污染引起了业内广泛关注。光催化技术，就是在这种形势下发展起来的一种新型环境治理技术，其是利用紫外光以及可见光对污染物进行光催化降解，是一种绿色高级氧化技术，能利用光反应短时间内将有机污染物转化为对环境无害的产物。光催化技术具有可直接利用太阳能、二次污染少、反应条件温和、操作简便等优点，是一种理想的环境治理、洁净能源生产技术。

光催化技术的基础和关键材料是光催化剂，光催化剂能直接影响光催化效率。目前，研究最多的光催化剂为以二氧化钛(TiO₂)为代表的无机半导体材料，其具有光催化效率高、稳定性好、价格低廉等优点。但二氧化钛的带隙是3.2eV,只有波长少于385nm的紫外光才能有效地激发，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，且其载流子的复合率高，光量子产率低，光催化效率和对太阳光的利用率较低。现有技术中通过掺杂改性二氧化钛，但其光催化效率通常都较低。

有机光催化剂是一类新型的光催化剂，具有更宽的光谱响应范围，不但对于紫外波段的太阳光有响应，对可见光波段乃至红外波段都有良好的响应，极大地拓宽了太阳光谱的利用范围；但是其回收再利用困难。

因此开发可见光响应范围宽、光催化活性高、稳定性好的光催化剂成为光催化领域的研究热点和方向。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，提供了一种用于环境污染净化的有机无机复合光催化剂，该催化剂可见光响应范围宽、光催化活性高、稳定性好，制造成本低廉。

为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案，一种用于环境污染净化的有机无机复合光催化剂的制备方法，包括如下步骤：

1)叶状改性二氧化钛的制备：将乙酸钛、六氟磷酸盐二茂铁和尿素加入到去离子水中，然后逐滴加入氨水直到pH＝9，常温下搅拌1-2h后，转移至聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中；将反应釜放入烘箱中，在180-220℃条件下保温16-22h，最后自然冷却至室温；将反应得到的沉淀物依次用有机溶剂和三次水过滤洗涤3-5次，后在50-60℃的真空干燥箱中干燥8-10小时；最后，将所得到的前驱体在马弗炉中300-400℃煅烧3-4h后即得到叶状改性二氧化钛；

2)叶状改性二氧化钛表面修饰：将步骤1)中制备得到的叶状改性二氧化钛分散于乙醚中，然后向其中加入硅烷偶联剂KH560，在40-50℃下搅拌反应6-8小时，然后离心，后依次用水、乙醇分别离心洗涤5-7次，最后在50-60℃的真空干燥箱中干燥8-10小时；

3)光催化剂的制备：将经过步骤2)制备得到的表面修饰的叶状改性二氧化钛分散于高沸点溶剂中，然后向其中加入N2-[3,5-二(三氟甲基)苯基]-1,3,5-三嗪-2,4-二胺，在75-85℃下搅拌反应6-8小时，然后离心，依次用乙醚、乙醇分别离心洗涤5-7次，后在50-60℃的真空干燥箱中干燥8-10小时；