[发明专利]一种高效多孔复合光催化材料的制备方法

说明书

本发明属于光催化技术领域，具体涉及一种高效多孔复合光催化材料的制备方法，包括如下步骤：步骤1，将电气石粉和聚乙烯吡咯烷酮混合搅拌形成混合固体，然后加入无水乙醇，搅拌形成粘稠物；步骤2，将粘稠物放入模具中加温加压反应2‑4h，取出后得到基材；步骤3，将基材放入无水乙醇中浸泡10‑20min，取出后烘干得到多孔基材；步骤4，将乙酸锌和乙基纤维素加入至无水乙醇中搅拌至完全溶解，得到有机锌液，然后将有机锌液均匀涂覆在多孔基材表面，烘干放入紫外光下光照反应20‑50min，得到一级镀膜基材；步骤5，将钛酸正丁酯乙醇液喷洒在一级镀膜基材表面，然后放入高湿度环境内光照反应10‑30min，烘干后得到多孔光催化材料。

技术领域

本发明属于光催化技术领域，具体涉及一种高效多孔复合光催化材料的制备方法。

背景技术

二氧化钛(TiO₂)由于其具有化学惰性、良好的生物兼容性、较强的氧化能力以及抗化学腐蚀的能力，且价格低廉，在能量转换、废水处理、环境净化、传感器、涂料、化妆品、催化剂、填充剂等诸多领域都引起了国内外学者的高度关注。尤其作为一种性能优良的N型半导体材料，可以充分利用太阳能，既节能又环保，是当前应用前景最为广阔的一种纳米功能材料。虽然二氧化钛是一种有潜质的光催化剂，但是宽带隙(锐钛矿约为3.2eV，金红石约为3.0eV)使得TiO₂只能被占太阳光5％的波长较短的紫外线(λ﹤387nm)激发，同时，光激发产生的电子和空穴极易复合，导致吸收光的量子产率很低，这大大阻碍了二氧化钛这种光催化剂的应用。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供一种高效多孔复合光催化材料的制备方法，解决了现有光催化剂电子-空穴复合速度快的问题，通过氧化锌和二氧化钛的复合，有效的提升光催化剂的利用率，且比表面积大，光催化接触面积大。

为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：

一种高效多孔复合光催化材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤1，将电气石粉和聚乙烯吡咯烷酮混合搅拌形成混合固体，然后加入无水乙醇，搅拌形成粘稠物；

步骤2，将粘稠物放入模具中加温加压反应2-4h，取出后得到基材；

步骤3，将基材放入无水乙醇中浸泡10-20min，取出后烘干得到多孔基材；

步骤4，将乙酸锌和乙基纤维素加入至无水乙醇中搅拌至完全溶解，得到有机锌液，然后将有机锌液均匀涂覆在多孔基材表面，烘干放入紫外光下光照反应20-50min，得到一级镀膜基材；

步骤5，将钛酸正丁酯乙醇液喷洒在一级镀膜基材表面，然后放入高湿度环境内光照反应10-30min，烘干后得到多孔光催化材料。

所述步骤1中的电气石粉与聚乙烯吡咯烷酮的质量比为3-5:1，所述混合搅拌采用干法球磨。

所述步骤1中的无水乙醇的加入量是电气石粉质量的10-20％，所述搅拌速度为200-500r/min。

所述步骤2中的加温加压反应的压力为0.6-1.2MPa，温度为120-150℃。

所述步骤3中的无水乙醇的加入量是基材质量的80-90％，所述烘干的温度为90-100℃。

所述步骤4中的乙酸锌在无水乙醇的浓度为100-120g/L，乙基纤维素的摩尔量是乙酸锌摩尔量的70-80％，所述搅拌的速度为1000-2000r/min。

所述步骤4中的有机锌液在多孔基材表面的涂覆量为5-15mL/cm²，烘干的温度为80-90℃。

所述步骤4中的紫外光光照的强度为0.5-1.2W/cm²，温度为80-100℃。