[发明专利]一种还原型二氧化钛光催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明属于催化材料技术领域，公开了一种还原型二氧化钛(TiO₂)光催化剂及其制备方法和应用，所述TiO₂光催化剂是将TiO₂与还原剂混合后放入充满保护气体的管式炉中，在100～1000℃下反应，得到粉末样品，再用酸冲洗该粉末样品后，经烘干制得。本发明的还原型TiO₂光催化剂是具有高活性、光响应可控的可见光催化剂，可实现挥发性有机物在催化剂上的吸附富集和原位降解，提高光量子的利用率，使挥发性有机物的降解具有较高的效率，同时操作简单，为挥发性有机物的污染控制提供了应用基础。

技术领域

本发明属于催化材料技术领域，更具体地，涉及一种还原型二氧化钛(TiO₂)光催化剂及制备方法和应用。

背景技术

挥发性有机物是一类非常重要的大气污染物，是二次有机气溶胶和臭氧等二次污染物的重要前体物，同时有研究证实了大部分挥发性有机物对人体健康也会造成比较严重的危害，因此，同时消除挥发性有机物污染和风险已经成为目前大气污染控制领域的关键难点。

研究表明：以活性炭吸附法为代表的物理方法虽然能够净化挥发性有机物，但是却面临着吸附剂吸附饱和与脱附等二次污染问题。生物法也存在着维护过程复杂，对环境稳定性要求大，对挥发性有机物处理效果不理想等缺点。以光催化为代表的化学法可以高效降解和矿化大部分挥发性有机物，但是目前常用的TiO₂光催化剂受到了其禁带宽度的限制(≈3.2eV)，只能利用太阳光中不到5％的紫外光，所以限制了光催化技术在挥发性有机物污染控制中的进一步应用和推广。因此，需要找到一种集高效、稳定和完全矿化为一体的挥发性有机物净化方法。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的不足和缺点，提供一种还原型TiO₂光催化剂。

本发明的另一目的在于提供上述还原型TiO₂光催化剂的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述还原型TiO₂光催化剂的应用。

本发明的目的通过下述技术方案来实现：

一种还原型TiO₂光催化剂是将TiO₂与还原剂混合后放入充满保护气体的管式炉中，在100～1000℃下反应，得到粉末样品，再用酸冲洗该粉末样品后，经烘干制得。

优选地，所述还原剂为铝、锌或镁，所述保护气体为氩气、二氧化碳或氢气，所述酸为硫酸、盐酸或硝酸。

优选地，所述TiO₂与还原剂的质量比为1：(0.1～10)。

优选地，所述反应的时间为2～72h，所述酸的浓度为0.1～1mol/L，所述烘干的温度为30～100℃。

所述的还原型TiO₂光催化剂的制备方法，包括如下具体步骤：

S1.将TiO₂与还原剂混合后放入充满保护气体的管式炉中，在100～1000℃下反应，得到粉末样品；

S2.用酸冲洗步骤S1所得粉末样品后在30～100℃下烘干，即得还原型TiO₂光催化剂。

优选地，步骤S2中所述冲洗的次数为1～5次。

所述的还原型TiO₂光催化剂在净化挥发性有机物领域中的应用。

优选地，所述挥发性有机物为醇、醛或酮中的一种以上。

优选地，所述挥发性有机物的浓度为10～200ppm。