[发明专利]一种高性能二氧化钛光催化剂的制备方法

说明书

本发明具体涉及一种高性能二氧化钛光催化剂的制备方法，包括如下步骤：步骤1，将钛酸正丁酯加入至无水乙醇，然后加入聚乙烯吡咯烷酮，超声分散得到钛醇分散液；步骤2，将钛酸分散液加入至减压反应釜中减压蒸馏60‑90min，得到钛浆液；步骤3，将电气石粉加入至钛浆液中搅拌均匀，然后加入至球磨反应釜中进行恒温球磨20‑30min，得到混合干粉；步骤4，将混合干粉加入至反应釜中加压恒温反应1‑3h，然后快速泄压降温，得到预制粉；步骤5，将预制粉加入至无水乙醇中洗涤，过滤后烘干，得到高性能二氧化钛光催化剂。本发明解决了现有光催化剂化学稳定性弱，活性差的问题，形成电气石粉与二氧化钛的复合光催化剂，具备良好的光催化活性和光催化稳定性。

技术领域

本发明属于光催化技术领域，具体涉及一种高性能二氧化钛光催化剂的制备方法。

背景技术

21世纪以来，随着工业化步伐的提升和自然资源的过度使用，伴随着各种环境污染、能源稀缺问题不断加剧。因此，治理各种污染，寻找新能源以缓解地球的压力迫在眉睫。光催化技术已经在废水处理、气体净化、杀菌、防污、自洁材料、染料敏化太阳能电池、化妆品、气体传感器等许多领域有着广泛的应用。光催化是基于半导体材料在光激发下能够产生具有强还原性的光生电子和具有强氧化性的空穴的基本特性，固体光催化剂能吸收太阳光将水和生物质分解成氢气，也能将空气和水体环境中的有机污染物和无机污染物氧化或还原降解为无害物质。因此，具有低能耗、绿色环保的特点。

目前，国内外研究最多的半导体光催化材料主要是金属氧化物和硫化物，如TiO₂，WO₃，ZnO，Fe₂O₃，CdS等。TiO₂因其具有活性高、稳定性好、耐光腐蚀、无毒、成本低等优点，目前成为最受重视的一种光催化剂。但TiO₂作为光催化剂也有自身的缺点，如TiO₂的带隙较宽(Eg＝3.2eV)，只能吸收紫外光，而紫外光只占太阳光能量的4％左右，因此，TiO₂对太阳光的利用率很低。由于TiO₂粉体材料其颗粒过于细微，在使用环境中易于失活和凝聚、不易沉降，导致其很难分离、回收和重复利用。为解决上述问题，增加其使用稳定性，将TiO₂负载于一定载体上，如玻璃、硅胶、活性炭等，但这些载体存在机械强度较弱、化学稳定性和热稳定性差等局限。因此，如何提高光催化剂的光催化活性和稳定性是当今的研究热点。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供一种高性能二氧化钛光催化剂的制备方法，解决了现有光催化剂化学稳定性弱，活性差的问题，形成电气石粉与二氧化钛的复合光催化剂，具备良好的光催化活性和光催化稳定性。

为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：

一种高性能二氧化钛光催化剂的制备方法，包括如下步骤：

步骤1，将钛酸正丁酯加入至无水乙醇，然后加入聚乙烯吡咯烷酮，超声分散得到钛醇分散液；

步骤2，将钛酸分散液加入至减压反应釜中减压蒸馏60-90min，得到钛浆液；

步骤3，将电气石粉加入至钛浆液中搅拌均匀，然后加入至球磨反应釜中进行恒温球磨20-30min，得到混合干粉；

步骤4，将混合干粉加入至反应釜中加压恒温反应1-3h，然后快速泄压降温，得到预制粉；

步骤5，将预制粉加入至无水乙醇中洗涤，过滤后烘干，得到高性能二氧化钛光催化剂。

所述步骤1中的钛酸正丁酯在无水乙醇中的浓度为30-70g/L，所述聚乙烯吡咯烷酮的加入量是钛酸正丁酯质量的80-90％。

所述步骤1中的超声分散的超声频率为40-60kHz，温度为30-50℃。