[发明专利]一种负载型双掺杂改性二氧化钛光催化剂的制备方法和应用

说明书

一种负载型双掺杂改性二氧化钛光催化剂的制备方法和应用，涉及二氧化钛光催化剂的制备方法和应用。目的是解决TiO₂光催化剂的光催化效果差的问题。方法：将钛酸四酊酯加入无水乙醇中得到混合溶液A。将无水乙醇、去离子水和无水乙酸混合并加入硝酸铜和尿素，调节pH至1‑3，得到溶液B；将溶液B加入到溶液A中得到溶液C；将溶液C镀覆于清洁后的载体上。上述方法制备的负载型双掺杂改性二氧化钛光催化剂进行光催化灭活细菌时置于含有细菌的污水中，在紫外灯照射下进行灭菌处理10‑30s。本发明的光催化效果提高，微生物的灭活效果提高，制备方法简单，快速，原料来源广泛且价格低廉。本发明适用于制备二氧化钛光催化剂和灭活细菌。

技术领域

本发明涉及一种二氧化钛光催化剂的制备方法和应用。

背景技术

船舶压载水保证了远洋船舶的安全稳定航行，压载水本身无害，但其中携带有大量的细菌和病毒等，通过地理性隔离水体间的传播，将对当地海洋生物种类、种群结构、食物链结构、生物多样性等产生一系列的影响，威胁渔业生产、经济和海洋生态安全等。船舶压载水已被全球环境基金组织和国际海事组织认定为当前海洋环境所面临的四大威胁之一。

目前光催化技术已经得到了广泛的应用，尤其是在环境保护领域更是被作为一种清洁技术进行优化推广。其中TiO₂光催化剂以其化学性质稳定，氧化还原性能强，易制取，无毒不污染环境等优点，被认为是最理想的光催化剂。尽管如此，学者们研究发现TiO₂作为催化剂参与光催化的量子效率还有待提高。

TiO₂存在一些缺陷，例如TiO₂的禁带宽度较宽，为3.2eV，限制了TiO₂对太阳能的实际利用率；光生电子(e^-)和空穴(h⁺)易复合，则TiO₂表面氧化反应的活性位点减少，导致光催化反应效率降低，限制了TiO₂的实际应用。非金属阴离子掺杂可以扩大TiO₂的带隙范围，提高光催化活性；金属阳离子掺杂可以减小TiO₂的禁带宽度，有利于光生电子-空穴对的分离，提高光催化效果；虽然单一的元素掺杂可以在一定程度上提高纳米TiO₂的光催化效果，但提升能力有限；

发明内容

本发明针对现有TiO₂光催化剂的光催化效果差的问题，提出一种负载型双掺杂改性二氧化钛光催化剂的制备方法和应用。

本发明负载型双掺杂改性二氧化钛光催化剂的制备方法按照以下步骤进行：

一、在25-35℃恒温水浴和磁力搅拌条件下将钛酸四酊酯缓慢加入到无水乙醇中，持续磁力搅拌10-50min，得到淡黄色混合溶液A；

二、将无水乙醇、去离子水和无水乙酸混合得到混合液，向混合液中加入硝酸铜和尿素，混合均匀后用浓硝酸调节混合液的pH至1-3，得到溶液B；

三、在25-35℃恒温水浴和磁力搅拌条件下将溶液B缓慢加入到溶液A中，持续磁力搅拌40-80min，得到溶液C；

四、将溶液C密封并静置2-4h，然后用浸渍提拉法将溶液C镀覆于清洁后的载体上，烘干后进行煅烧，即完成。

利用上述方法制备的负载型双掺杂改性二氧化钛光催化剂进行光催化灭活细菌的方法按照以下步骤进行：

将负载型双掺杂改性二氧化钛光催化剂置于含有细菌的污水中，在紫外灯照射下进行灭菌处理10-30s；

本发明原理及有益效果为：