[发明专利]一种二氧化钛光催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种二氧化钛光催化剂的制备方法，包括如下步骤：（1）将钛酸正丁酯溶于乙醇中，加入乙酰丙酮搅拌得到分散液A；（2）将钨酸铵溶于乙醇中，搅拌得到溶液B；（3）将B溶液以1‑2滴/s的速度加入A溶液中，并加入调节溶液的pH为2‑3，持续搅拌，得到溶胶；（4）将溶胶陈化24h，经80℃真空干燥得到粉末；（5）将粉末和直径为6‑8mm的陶瓷球加入高能球磨桶中，高能球磨使粉末均匀负着于陶瓷球上；（6）将附着粉末的陶瓷球在570‑1100K的温度下烧结1‑2h，即得二氧化钛光催化剂。本发明能够提高二氧化钛光催化剂的催化活性，并且能够在可见光下发挥催化作用，提高了太阳能的利用率。

技术领域

本发明涉及光催化技术领域，具体涉及一种二氧化钛光催化剂的制备方法。

背景技术

二氧化钛光催化剂具有良好的化学稳定性，良好的光利用率，在光解水产氢、光催化CO₂等能源领域和光降解、水处理等环境领域都得到了广泛的实际应用。但是，现有的二氧化钛水处理催化剂只能在紫外光下发挥催化作用，即二氧化钛只能被λ＜387nm的紫外光辐射激发，这种紫外辐射线在太阳能射线中仅占4-6%，使得太阳能的利用率很低，同时二氧化钛光生电子-空穴对的符合率较高，导致光催化剂的活性较低。并且，二氧化钛在光催化时为了与被降解物充分接触，会与废水组成悬浮液，使得处理后分离困难。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于解决现有的二氧化钛光催化剂的催化活性低且太阳能的利用率很低的问题，提供一种二氧化钛光催化剂的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是这样的：

一种二氧化钛光催化剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）将钛酸正丁酯溶于乙醇中，搅拌1-2h后，再加入乙酰丙酮搅拌5-6h得到分散液A；

（2）将钨酸铵溶于乙醇中，搅拌1-2h得到溶液B；其中，钨酸铵的加入量为钛酸正丁酯的0.5-1.0%；

（3）将B溶液以1-2滴/s的速度加入A溶液中，并加入草酸调节溶液的pH为2-3，持续搅拌，得到溶胶；

（4）将步骤3所得溶胶陈化24h，经80℃真空干燥得到粉末；

（5）将（4）中得到的粉末和直径为6-8mm的陶瓷球加入高能球磨桶中，高能球磨使粉末均匀负着于陶瓷球上；

（6）将附着粉末的陶瓷球在570-1100K的温度下烧结1-2h，即得二氧化钛光催化剂。

其中，步骤（1）和（2）中，搅拌速度为60转/min。

步骤（4）中，所述陶瓷球与粉末的比例为1.5-3.5：1。所述高能球磨的转速为300-500转/min，球磨时间10-20h。所述陶瓷球为氧化铝陶瓷球。

步骤（6）中，所述烧结在真空管式炉中进行，烧结时通入氩氢混合气体；烧结结束后，快速冷却至常温。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、本发明制备的二氧化钛光催化剂，采用溶胶-凝胶法将W⁶⁺掺杂在二氧化钛中，形成W-TiO₂结构，由于W⁶⁺半径与Ti⁴⁺半径相近从而取代Ti⁴⁺，使得制备的光催化剂更容易吸收临近TiO₂产生的光生电子，抑制了光生电子和空穴的混合；在晶格缺陷和有效抑制电子和空穴复合的共同作用下，表现出良好的光催化性能，提高催化剂的催化活性。

2、由于掺入的W⁶⁺具有更宽的光吸收范围，因此本发明制备的二氧化钛光催化剂能够在可见光下发挥催化作用，提高了太阳能的利用率，使得二氧化钛光催化剂的更容易被催化，降低了催化条件。