[发明专利]原位非金属元素与稀土元素共掺杂钛酸锶催化剂及其制备方法和应用在审
| 申请号： | 202210274878.9 | 申请日： | 2022-03-21 |
| 公开（公告）号： | CN114570407A | 公开（公告）日： | 2022-06-03 |
| 发明（设计）人： | 张超;杨莉娜;陈晓弟 | 申请（专利权）人： | 青海大学 |
| 主分类号： | B01J27/24 | 分类号： | B01J27/24;B01J27/02;B01J27/20;B01J23/10;B01J37/08;B01J37/12;C02F1/30;C02F101/38;C02F101/36 |
| 代理公司： | 北京超凡宏宇专利代理事务所(特殊普通合伙) 11463 | 代理人： | 王闯 |
| 地址： | 810000 青*** | 国省代码： | 青海;63 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 原位 非金属元素 稀土元素 掺杂 钛酸锶 催化剂 及其 制备 方法 应用 | ||
1.一种原位非金属元素与稀土元素共掺杂钛酸锶催化剂，其特征在于，其通式为：Sr1-yREyTiO3-iXi；
其中，RE包括镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇和钪中的一种或多种；X包括硼、碳、氮、氟、磷和硫中的一种或多种；0＜y＜1，0＜i＜3。
2.一种权利要求1所述的原位非金属元素与稀土元素共掺杂钛酸锶催化剂的制备方法，其特征在于，包括：
将含有元素X的含钛化合物和氧化剂进行第一反应得到第一反应前驱物；
将含锶物料和所述第一反应前驱物进行第二反应得到第二反应前驱物；
将所述第二反应前驱物和含元素RE物料进行第三反应，然后调节体系pH至碱性，得到第三反应前驱物；
将所述第三反应前驱物进行溶剂热反应，后处理得到所述原位非金属元素与稀土元素共掺杂钛酸锶催化剂。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述含有元素X的含钛化合物包括TiB2、TiC、Ti3C2、TiN、Ti2N2、Ti3N4、TiF3、TiP和TiS2中的一种或多种；
优选地，所述含锶物料包括SrO、SrCO3、Sr(OH)2、Sr(NO3)2、SrCl2、O8P2Sr3、C4H6O4Sr中的一种或多种；
优选地，所述含元素RE物料包括元素RE的硝酸盐和氯化物中的一种或多种；
优选地，所述含有元素X的含钛化合物与所述含锶物料的摩尔比为1：(1-2)；
优选地，所述含锶物料和所述含元素RE物料的摩尔比为1：(0.01-0.2)。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述氧化剂包括硝酸、硫酸、盐酸和过氧化氢中的一种或多种；
优选地，所述含有元素X的含钛化合物的质量与所述氧化剂的体积之比为1g：(10-200)ml；
优选地，所述氧化剂的浓度为0.05mol/L至各自相应的最大饱和浓度。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述含有元素X的含钛化合物使用前分散于第一溶剂中；
优选地，所述第一溶剂包括水或酒精；
优选地，所述第一反应的温度为40℃-90℃，时间为1h-24h。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第二反应在第二溶剂存在下进行；
所述第二溶剂包括水、硝酸、硫酸和盐酸中的一种或多种。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第三反应在第三溶剂存在下进行；
所述第三溶剂包括水、硝酸、硫酸和盐酸中的一种或多种。
8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，使用NaOH、KOH、氨水中的一种或多种调节体系pH至碱性；
优选地，调节后体系内OH-浓度为4mol/L-6mol/L。
9.根据权利要求2-8任一项所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂热反应的温度为90℃-220℃，时间为1h-96h；
优选地，所述后处理包括：
所述溶剂热反应结束后对反应体系进行固液分离，使用第四溶剂和第五溶剂反复洗涤固体物，然后干燥洗涤后的固体物；
优选地，所述干燥采用真空干燥，干燥温度为50℃-200℃，干燥时间为6h-24h。
10.一种权利要求1所述的原位非金属元素与稀土元素共掺杂钛酸锶催化剂的应用，其特征在于，用于光催化反应。
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