[发明专利]一种Tb3+-B共掺杂改性TiO2

说明书

本发明公开了一种Tb³⁺‑B共掺杂改性TiO₂光催化薄膜及其制备方法，属于光催化薄膜领域。本发明所述制备光催化薄膜的方法，包括如下步骤：(1)在钛酸四丁酯的乙醇溶液中加入聚乙稀吡咯烷酮，混合均匀，得到混合溶液；(2)在混合溶液中滴加硝酸溶液进行反应，形成溶胶液；(3)将六水合氯化铽的乙醇溶液加入溶胶液中，混匀；再加入EVA树脂的甲苯溶液，混匀，得到掺杂Tb³⁺的TiO₂溶胶液；(4)将硼酸的乙醇溶液加入溶胶液中，混匀，得到掺杂Tb³⁺‑B的TiO₂溶胶液；(5)将基材在掺杂Tb³⁺‑B的TiO₂溶胶液浸渍，取出，干燥、煅烧、冷却得到光催化薄膜。本发明的改性TiO₂薄膜制备方法简单，光催化能力强，而且具有抗菌防污的效果。

技术领域

本发明涉及一种Tb³⁺-B共掺杂改性TiO₂光催化薄膜及其制备方法，属于光催化薄膜领域。

背景技术

二氧化钛(TiO₂)因其可见光透光率高、高折射率和化学稳定性好等优良特性在光催化降解有机物、防雾自清洁及染料敏化太阳能电池等方面展现出广阔的应用前景。但是TiO₂的宽禁带、较高的载流子复合率等不足，限制了其光催化活性。

目前，国内外研究人员基于TiO₂的改性的研究主要包括贵金属沉积、非金属离子改性、离子掺杂、半导体复合、表面光敏化等手段。但是这些改性方法都普遍存在价格昂贵、光催化效果存在不足、操作复杂、应用范围小等问题。

因此，如何制备一种性质稳定、绿色环保、应用广泛、制备方法简单、操作条件易控制、无二次污染、符合当代企业绿色发展的理念的改性TiO₂光催化薄膜是目前亟需要解决的技术问题。

发明内容

为了解决上述至少一个问题，本发明提供了一种Tb³⁺-B共掺杂改性TiO₂光催化薄膜及其制备方法，利用Tb³⁺-B的相互作用改善了TiO₂光催化薄膜的催化性能，拓展了其应用范围。

本发明的第一个目的是提供一种制备Tb³⁺-B共掺杂改性TiO₂光催化薄膜的方法，包括如下步骤：

(1)在钛酸四丁酯的乙醇溶液中加入聚乙稀吡咯烷酮，混合均匀，得到混合溶液；

(2)在步骤(1)的混合溶液中滴加硝酸溶液，混合均匀进行反应，形成溶胶液；

(3)将六水合氯化铽的乙醇溶液加入步骤(2)的溶胶液中，混合均匀；再加入EVA树脂的甲苯溶液，混合均匀，得到掺杂Tb³⁺的TiO₂溶胶液；

(4)将硼酸的乙醇溶液加入步骤(3)的掺杂Tb³⁺的TiO₂溶胶液中，混合均匀，得到掺杂Tb³⁺-B的TiO₂溶胶液；

(5)将基材在步骤(4)的掺杂Tb³⁺-B的TiO₂溶胶液浸渍，取出，干燥、煅烧、冷却得到Tb³⁺-B共掺杂改性TiO₂光催化薄膜。

在本发明的一种实施方式中，步骤(1)所述的钛酸四丁酯的乙醇溶液中钛酸四丁酯和乙醇的质量比为1-2：4；进一步优选为1：4。

在本发明的一种实施方式中，步骤(1)所述的聚乙烯吡咯烷酮和钛酸四丁酯的质量比为1：18-22；进一步优选为1：20。

在本发明的一种实施方式中，步骤(1)所述的乙醇为无水乙醇。