[发明专利]一种氟掺杂TiO2

说明书

本发明中，本发明提出了一种氟掺杂TiO₂/SBA‑15的光催化剂及在降解有机污染物中的应用，所述光催化剂是通过下述方法制备得到：将SBA‑15分子筛与氟化物进行表面氟化处理反应，得到氟改性SBA‑15分子筛；再将钛源与氟改性SBA‑15分子筛进行溶胶凝胶反应，干燥，煅烧后，即得到所述氟掺杂TiO₂/SBA‑15的光催化剂。本发明所述光催化剂具有更加高效的可见光利用率，当用于对废水中有机污染物进行处理时，其降解率可高达98％以上。

技术领域

本发明涉及二氧化钛光催化剂技术领域，尤其涉及一种氟掺杂TiO₂/SBA-15的光催化剂及在降解有机污染物中的应用。

背景技术

TiO₂因具有化学性质稳定、催化活性高、成本低、无毒等优点而倍受人们青睐，是当今被研究最多的光催化剂。其应用范围极其广泛，在污水处理、空气净化、灭菌消毒、皮革工业、化妆品等领域有着巨大的潜在应用价值。它不仅可以使光能转化为化学能，而且可以光催化氧化水体和空气中的绝大多数有机污染物，包括染料、表面活性剂、农药等各种难生物降解的有毒有机污染物，降解最终产物为CO₂，H₂O和其它无机离子。近年来，已发现废水中有3000多种难降解的有机污染物，可通过纳米TiO₂的光催化作用使其降解为CO₂，H₂O和无毒的氧化物。

在众多的光催化剂中，TiO₂因其优异的光催化性能和成本相对低廉，成为当前研究光催化降解有机染料废水的主流材料。但是由于纳米TiO₂的带隙较宽，只有在紫外线照射下，才能激发价带电子跃迁到导带，形成光生电子和空穴，因此，极大地限制了TiO₂在环境工程领域的应用。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种氟掺杂TiO₂/SBA-15的光催化剂及在降解有机污染物中的应用，该光催化剂具有更加高效的可见光利用率，当用于对废水中有机污染物进行处理时，其降解率可高达98％以上。

本发明提出的一种氟掺杂TiO₂/SBA-15的光催化剂，其是通过下述方法制备得到：将SBA-15分子筛与氟化物进行表面氟化处理反应，得到氟改性SBA-15分子筛；再将钛源与氟改性SBA-15分子筛进行溶胶凝胶反应，干燥，煅烧后，即得到所述氟掺杂TiO₂/SBA-15的光催化剂。

优选地，所述表面氟化处理反应具体包括：将SBA-15分子筛加入到氟化物溶液中，180-200℃下水热反应6-10h，过滤，水洗，干燥，即得到所述氟改性SBA-15分子筛。

优选地，所述氟化物为氟化铵、氟化钠和/或氟化氢。

优选地，所述氟化物溶液的浓度为0.1-2mol/L。

优选地，所述溶胶凝胶反应具体包括：将钛酸四丁酯与无水乙醇混合后，加入氟改性SBA-15分子筛搅拌均匀，再加入酸性添加剂，搅拌，陈化，完成水解。

优选地，所述钛酸四丁酯和氟改性SBA-15分子筛的质量比为2-5:1。

优选地，所述酸性添加剂为乙酸和/或硝酸。

优选地，所述干燥温度为80-100℃，时间为10-14h。

优选地，所述煅烧温度为450-550℃，时间为2-4h。

本发明还提出一种氟掺杂TiO₂/SBA-15的光催化剂在可见光降解有机污染物中的应用。