[发明专利]一种有机污染物催化降解用光催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种有机污染物催化降解用光催化剂的制备方法，涉及光催化剂技术领域，包括以下制备步骤：(1)Ba‑V混合掺杂MCM‑41分子筛的制备；(2)光催化剂的制备。本发明所制新型光催化剂能够有效抑制光生电子与空穴的复合，对有机污染物的光催化降解活性强，可以将多种有机污染物全部或部分矿化为CO₂、H₂O或毒性较小的有机物；并且所制光催化剂不仅能够在紫外光作用下发挥催化降解有机污染物的作用，还可以在可见光和红外光下对有机污染物发挥良好的催化降解效果，相对于现有常规光催化剂来说大大提高了对太阳光的利用率。

技术领域：

本发明涉及光催化剂技术领域，具体涉及一种有机污染物催化降解用光催化剂的制备方法。

背景技术：

光催化剂，又称光触媒，是一种具有光催化功能的光半导体材料的总称，它涂布于基材表面，在紫外光及可见光的作用下产生强烈的催化降解功能，能够有效降解空气中的有毒有害气体，有效杀灭多种细菌，并能将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理，同时还具备除甲醛、除臭、抗污、净化空气等功能。

有机污染物广泛地存在于水、土壤和大气环境中，这些有机污染物只有少部分能在自然环境中自行降解，而大多数有毒有害物质无法自行降解。光催化降解法可以有效地降解多种有机污染物并将多种有机物全部矿化为CO₂、H₂O或毒性较小的有机物，彻底破坏有机物，达到无害处理的要求。

二氧化钛是目前最具代表性的金属氧化物光催化剂，但在实际使用过程中存在以下问题：(1)需要紫外光才能活化，而辐射到地面的紫外光仅占太阳光的5％左右，所以对太阳光的利用效率很低；(2)光生电子与空穴的复合几率高。因此，本发明为了解决上述问题，对二氧化钛进行了修饰改性，期望取得有效抑制光生电子与空穴的复合、扩大激发光的波长范围、提高太阳光利用率的技术效果。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种有效抑制光生电子与空穴的复合、扩大激发光的波长范围、提高太阳光利用率并且制备步骤简便易行、重复性好的有机污染物催化降解用光催化剂的制备方法。

本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：

一种有机污染物催化降解用光催化剂的制备方法，包括以下制备步骤：

(1)Ba-V混合掺杂MCM-41分子筛的制备：利用超声波将MCM-41分子筛分散于水中得到溶液A，再将氯化钡和氯化钒溶解于水中得到溶液B，然后将溶液B滴加到溶液A中，混合均匀后进行水热反应，离心，过滤，干燥，还原焙烧，研磨，得到Ba-V混合掺杂MCM-41分子筛；

(2)光催化剂的制备：将硫酸钛溶解于水中，再加入上述所制Ba-V混合掺杂MCM-41分子筛，混合均匀后进行水热反应，离心，过滤，干燥，在空气气氛中焙烧，研磨，得到Ba-V混合掺杂MCM-41分子筛负载TiO₂光催化剂。

所述氯化钡和氯化钒的摩尔比为1-5:0.5-1。

所述MCM-41分子筛用量为氯化钡和氯化钒总质量的1-10倍。

所述超声波的频率为28KHz或40KHz，功率为50-300W。

所述还原焙烧的氢气流量控制在0.5-10mL/(gcat.min)。

所述还原焙烧时先以5℃/min的升温速度升至350-400℃保温2-4h，再继续以5℃/min的升温速度升至500-550℃保温1-3h。

所述硫酸钛与Ba-V混合掺杂MCM-41分子筛的质量比为1:1-5。

所述空气焙烧时先以5℃/min的升温速度升至400-450℃保温2-4h，再继续以5℃/min的升温速度升至550-600℃保温1-3h。