[发明专利]一种光触媒材料及其制备方法

权利要求书

1.一种光触媒材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将石英砂与含有表面活性剂的碱性溶液按如下配比进行混合，

M:（W×S）=0.003%~0.01%

其中，M为碱性溶液中碱金属离子的摩尔数，W为石英砂的重量（g），S为石英砂的比表面积（m²/g）；

（2）将步骤（1）的混合物在100~200℃下干燥2~4 h，再在500~1500℃下高温灼烧2~6 h；

（3）将步骤（2）的灼烧产物冷却后，进行酸化处理，然后脱酸、洗涤、干燥，得到载体物A；

（4）采用溶胶凝胶法制备纳米二氧化钛溶胶，常温搅拌下加入质量比为0.05%~0.1%的偶联剂，得到包膜物B；

（5）将载体物A与包膜物B按重量比1:0.05~0.2混合均匀，在120~200℃下干燥2~3.5h，再在350~500℃下灼烧2~3.5 h，冷却后水洗，烘干，制得所述光触媒材料；

步骤（1）中，所述表面活性剂在所述碱性溶液中的质量分数为0.01%~0.03%；

步骤（4）中，所述偶联剂包括钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂中的至少一种。

2.如权利要求1所述的光触媒材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述石英砂为高纯石英砂。

3.如权利要求1所述的光触媒材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述碱性溶液的质量百分比浓度为20%~40%。

4.如权利要求1所述的光触媒材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述表面活性剂包括阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂和两性表面活性剂中的至少一种。

5.如权利要求4所述的光触媒材料的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂的HLB值＞10。

6.如权利要求1所述的光触媒材料的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述酸化处理的具体操作为：在灼烧产物中加入纯水，用无机酸调节pH值至3以下，浸泡6h以上。

7.如权利要求6所述的光触媒材料的制备方法，其特征在于，所述无机酸为盐酸或硫酸。

8.如权利要求1所述的光触媒材料的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述脱酸、洗涤和干燥的具体操作为：滤去酸液，以纯水冲洗至pH值为5~6，70℃以下低温干燥。

9.如权利要求1所述的光触媒材料的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，所述纳米二氧化钛溶胶的制备方法包括如下步骤：

Ⅰ：以无水乙醇为溶剂，硝酸、盐酸或冰醋酸为催化剂，钛酸四丁酯为前驱体，混合形成溶液，在50~60℃下水解6 h，然后陈化12 h以上，60~80℃下减压抽提溶剂，得到纳米二氧化钛干凝胶；

Ⅱ：用去离子水将步骤Ⅰ的纳米二氧化钛干凝胶配制成质量百分比浓度为2%~5%的纳米二氧化钛溶胶。

10.如权利要求9所述的光触媒材料的制备方法，其特征在于，所述钛酸四丁酯在溶液中的质量分数为20%~35%。

11.一种光触媒材料，其特征在于，由如权利要求1~10任一项所述的光触媒材料的制备方法制得。