[发明专利]一种光催化材料制备方法及该催化剂材料的应用

说明书

本发明涉及废水处理技术领域，具体涉及一种大面积处理废水的光催化材料制备方法。本发明的光催化材料制备方法包括以下步骤：(1)刻蚀基材：以玻璃材料为基材，置于70℃～95℃的碱性溶液中浸泡处理，得到硅氧－铝氧晶格结构的载体；(2)负载光催化材料：将二氧化钛以微纳米形式负载到步骤(1)得到的载体上。本发明提出一种相变非共格晶格结构沉积嫁接的方法，便于在一个刻蚀载体材料上沉积纳米光催化结构材料，维持其纳米结构，保持其光催化的性能。在光催化处理废水时，在不同的场合采用平板、网格或微珠等状态进行应用，不容易被缓慢流动的水流带走，保持纳米结构与光催化性能，其可作为生活污水、工业有机废水的光催化材料。

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，具体涉及一种大面积处理废水的光催化材料制备方法。

背景技术

光催化处理有机废水的研究已经持续了多年，尤其是使用纳米光催化材料在实验室都有优良的效果，近年来不断有新的光催化材料被研制，但这些光催化材料在工业中使用时存在较大的问题，尤其是在废水处理领域，纳米光催化材料的粒径小，难以适应于大量的、连续的、流动的废水处理。因此得到大面积的纳米光催化材料，并能够在废水处理中实际应用是当前光催化材料实际应用的瓶颈问题。

发明内容

本发明针对存在的问题，通过在低温搅拌条件下在基材表面沉积了非共格晶格结构的二氧化钛，利用相变时的负温度梯度得到具有大比表面积的光催化材料。

具体的，本发明提供的具体方案是，在透明平板玻璃、玻璃纤维网或玻璃微珠大面积制备光催化材料的方法，其使用的其材为玻璃质材料，在其表面进行强碱刻蚀处理后，通过在低温搅拌条件下在基材表面沉积了非共格晶格结构的二氧化钛，利用相变时的负温度梯度得到具有大比表面积的光催化材料。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种光催化材料制备方法，包括以下步骤：

(1)刻蚀基材：以玻璃材料为基材，将基材置于水溶液中，再加入无机强碱高温处理，得到硅氧－铝氧晶格结构的载体；

(2)负载光催化材料：将含钛化合物以微纳米形式负载到(1)中获得的载体上。

玻璃材料为玻璃板、玻璃纤维、玻纤网格布中的任一种，或粒径大于100目的玻璃微珠。

优选的，(1)刻蚀基材：以玻璃材料为基材，将基材置于水溶液中，再在70～95℃的无机强碱中处理6～12h，得到硅氧－铝氧晶格结构的载体。

(2)中，将(1)中得到的载体置于质量分数为3～10％的钛溶胶中，在－5℃～5℃的条件下搅拌，同时加入碱溶液或盐溶液或者是通过外加电极上加压破坏胶体的平衡，使二氧化钛以微纳米的形式在载体上生长，反应后过滤，将产物在250℃￣350℃煅烧后，得到光催化材料。

(2)中碱溶液为氢氧化钠、氢氧化钾、三乙醇胺或氨水中的至少一种；碱溶液的浓度为3～10mol/L；盐溶液为钙离子盐、镁盐中的任一种；外加电极上加压为3～12V。

作为一种优选，(2)中，在0.2～1.0mol/L的硫酸氧钛水溶液中搅拌，滴加浓度为0.5～2mol/L碱溶液使硫酸氧钛生成偏钛酸发生相变沉积，形核生长在外来界面上，在－5～5℃的温度界面生长，得到负载的光催化材料，上述的碱溶液为氢氧化钠、氢氧化钾、三乙醇胺或氨水中的任一种。

优选的，上述的一种光催化材料制备方法，包括以下步骤：

(1)刻蚀基材：以玻璃板或玻璃纤维、或玻纤网格布或粒径大于100目的玻璃微珠为基材，将基材置于水溶液中，再加入无机强碱并在70～95℃下处理6～12h，得到硅氧－铝氧晶格结构的载体；