[发明专利]一种电沉积制备钛酸钙的方法及其应用

说明书

本发明公开了一种电沉积制备钛酸钙的方法及其应用，目的在于解决现有的钛酸钙光催化剂在采用高温固相反应法、水热合成法、溶胶‑凝胶法、沉淀法等方法进行制备时，钛酸钙光催化剂的性能受制备条件影响较严重，且相应研究较少的问题。其采用电沉积法，以钛酸丁酯、硝酸钙分别为钛源和钙源制备钛酸钙，通过控制反应温度、反应时间、煅烧温度与时间等变量，来制备钛酸钙。采用本发明制备钛酸钙光催化剂，具有生产周期短、成本低、过程易控制、对环境影响小的特点。同时，所制备的钛酸钙光催化剂能用于光催化剂、电子材料、燃料电池、高介材料等领域，具有较好的效果。同时，本发明的钛酸钙光催化剂对于抗生素废水、甲基橙等具有较高的降解率。

技术领域

本发明涉及无机非金属材料领域，具体为一种电沉积制备钛酸钙的方法及其应用。其是一种电沉积法制备钛酸钙的方法，基于制备的钛酸钙，其能用于抗生素废水的处理，并取得了较好的效果。

背景技术

采用光催化降解有机废水具有操作简便，反应条件温和，无毒，安全，催化活性高，见效快，能耗低，处理成本相对较低，无二次污染，可重复使用等优点。因此，光催化降解有机废水在处理难降解和生物降解能力差的有机污染物方面，具有广泛的前景。

在新型高效光催化剂制备方面，钛酸盐类光催化剂主要以钙钛矿型为主，同时辅以金属掺杂进行改性。现有的钙钛矿光催化剂主要用于光解水制氢、污染物处理、化学合成等诸多领域，具有效率高、无污染、低成本、工艺简单等优势。

目前，钛酸钙光催化剂的合成方法主要包括：高温固相反应法、水热合成法、溶胶-凝胶法、沉淀法等。由于钛酸钙光催化剂是新型光催化剂，其制备得到的种类有限，且关于用途的研究也较少，相应重大研究成果较少，成果各执一词，且成果末获得业界一致认可。

为此，迫切需要一种新的制备方法，以满足钛酸钙制备的需求。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有的钛酸钙光催化剂在采用高温固相反应法、水热合成法、溶胶-凝胶法、沉淀法等方法进行制备时，钛酸钙光催化剂的性能受制备条件影响较严重，且相应研究较少的问题，提供一种电沉积制备钛酸钙的方法及其应用。采用本发明制备钛酸钙光催化剂，其具有生产周期短、成本低、过程易控制、对环境影响小的特点。同时，所制备的钛酸钙光催化剂能用于光催化剂、电子材料、燃料电池、高介材料等领域，具有较好的效果。同时，本发明的钛酸钙光催化剂对于抗生素废水、甲基橙等具有较高的降解率，为这类废水的处理提供一种全新的处理方式。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种电沉积制备钛酸钙的方法，包括如下步骤：

(1)取硝酸钙水溶液，将所述硝酸钙水溶液调节溶液pH值至1～6，并加热至25～95℃；

(2)将步骤(1)中的溶液进行恒电压通电或恒电流通电，再在搅拌条件下，向其中缓慢加入钛酸丁酯乙醇溶液；

(3)添加完成后，继续反应0.5～12h；

(4)将步骤(3)所得溶液进行陈化，再将陈化后的溶液进行过滤、洗涤，得到沉淀物；

(5)将步骤(4)所得沉淀物进行恒温干燥后，再在700～1200℃下煅烧0.5～24h，得到钛酸钙产品；

所述步骤(2)中，进行恒电压通电时，电压为1～36V；进行恒电流通电时，电流为0.1～10A。

所述步骤(1)中，硝酸钙水溶液的浓度为0.01～1mol/L。

所述步骤(1)中，将所述硝酸钙水溶液置于恒温水浴锅内加热至25～95℃。

所述步骤(1)中，在搅拌条件下，向硝酸钙水溶液中加入酸性溶液，并调节溶液pH值至1～6，所述酸性溶液为乙酸溶液，或硝酸溶液，或乙酸硝酸混合溶液，中的一种。