[发明专利]一种高效光催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种高效光催化剂的制备方法，包括：步骤1，将氧化铝基放入蒸馏水中超声分散1‑2h，晾干后表面均匀喷洒稀盐酸，二次烘干得到表面粗糙化的氧化铝基材；步骤2，将钛酸正丁酯加入至无水乙醇中搅拌均匀，得到钛醇液；步骤3，将氧化铝基材浸泡至钛醇液中，均匀提拉并烘干，反复5‑10次，得到镀膜氧化铝；步骤4，将镀膜氧化铝放入反应釜中烧结2‑4h，得到二氧化钛薄膜，然后加入氢气反应釜密封还原反应20‑40min，得到一氧化钛‑二氧化钛复合薄膜；步骤5，将钛酸正丁酯喷洒在薄膜表面，然后在氮气环境下高温烧结2‑5h，得到光催化薄膜。本发明利用一氧化钛的氧缺性，以二氧化钛为包覆层，大大提升二氧化钛的缺氧活性，有效的提升了整体的光催化性能。

技术领域

本发明属于光催化领域，具体涉及一种高效光催化剂的制备方法。

背景技术

随着社会的发展和人们生活水平的提高，日益严重的环境污染问题如空气污染和水污染问题越来越受到人们的重视。利用半导体材料的光催化性能可以对环境中各种污染物进行去除，其中二氧化钛半导体光催化材料因具有效率高、能耗低、操作简便、反应条件温和、适用范围广、可减少二次污染等突出优点，在空气和水污染治理等领域有着广泛的应用前景。

二氧化钛是一种优良的半导体，当波长小于387nm的光照射其时会激发二氧化钛价带上的电子使其跃迁至导带上去。这时在价带上就产生了光生空穴，导带上则是光生电子。光生电子和空穴具有很强的还原氧化能力，以至于会与吸附在二氧化钛薄膜表面的水和氧气反应产生枪击自由基和氧负离子，这些物质很容易与二氧化钛周围的有机物反应，最终将其降解掉。然而，光催化材料的活性、使用寿命和光电子产率还不是很理想，不利于二氧化钛在环保领域的应用。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供一种高效光催化剂的制备方法，解决了现有二氧化钛活性差的问题，利用一氧化钛的氧缺性，以二氧化钛为包覆层，大大提升二氧化钛的缺氧活性，有效的提升了整体的光催化性能。

为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：

一种高效光催化剂的制备方法，包括如下步骤：

步骤1，将氧化铝基放入蒸馏水中超声分散1-2h，晾干后表面均匀喷洒稀盐酸，二次烘干得到表面粗糙化的氧化铝基材；

步骤2，将钛酸正丁酯加入至无水乙醇中搅拌均匀，得到钛醇液；

步骤3，将氧化铝基材浸泡至钛醇液中，均匀提拉并烘干，反复5-10次，得到镀膜氧化铝；

步骤4，将镀膜氧化铝放入反应釜中烧结2-4h，得到二氧化钛薄膜，然后加入氢气反应釜密封还原反应20-40min，得到一氧化钛-二氧化钛复合薄膜；

步骤5，将钛酸正丁酯喷洒在薄膜表面，然后在氮气环境下高温烧结2-5h，得到光催化薄膜。

所述步骤1中的超声分散的超声频率为40-70kHz，温度为20-40℃，晾干的温度为90-100℃。

所述步骤1中的稀盐酸浓度为0.001-0.003mol/L，喷洒量为1-3mL/cm²，二次烘干的温度为110-140℃。

所述步骤2中的钛酸正丁酯在无水乙醇中的浓度为100-200g/L，搅拌速度为1000-2000r/min。

所述步骤3中的浸泡时间为20-30s，均匀提拉的提拉速度为600-800mm/min，烘干温度为80-90℃。

所述步骤4中的烧结的温度为250-300℃，还原反应的温度为800-1200℃，氢气反应釜内的气体为氮气与氢气的混合物，体积比为1:0.2-0.4。

所述步骤5中的钛酸正丁酯在薄膜表面的喷洒量为1-3mL/cm²。