[发明专利]改性TiO2光催化剂的制备方法

摘要

本发明提供一种改性TiO2光催化剂的制备方法，该方法包括以下步骤：聚苯乙烯乳液的制备；Fe3O4颗粒的制备；溶胶-凝胶法制备聚苯乙烯(PS)改性TiO2；制备功能性TiO2。本发明的效果是该方法制备的多孔TiO2以聚苯乙烯为模板，对废旧泡沫塑料进行二次利用，制备出高比表面积的PS改性TiO2光催化剂，体现了资源的无害化处理方式，成本低廉、经济，操作简单。在PS改性基础上，通过引入Fe3O4，使得催化剂吸收波长红移，提高了太阳光利用率。

主权项

一种改性TiO2光催化剂的制备方法，该方法包括以下步骤：(1)聚苯乙烯乳液的制备：将0.4g一次性快餐盒废旧泡沫塑料溶于装有25mL丙酮的烧杯中，待泡沫塑料溶解后过滤，形成聚苯乙烯乳液，静置备用；(2)Fe3O4颗粒的制备：称取FeSO4·7H2O 3.475g和Fe2(SO4)3·9H2O5.62g，溶于装有250mL去离子水的烧杯中混合，机械搅拌并升温至55℃左右，滴加2mol/L的NaOH溶液将混合液的pH值调至10～12，将混合液再升温至60℃～70℃，继续恒温搅拌6h左右，利用磁力搅拌器对沉淀物进行磁力沉降，将得到的沉淀物多次水洗，烘干待用；(3)溶胶‑凝胶法制备聚苯乙烯改性TiO2：以钛酸丁酯为原料，无水乙醇为溶剂，取体积比为1∶1的钛酸丁酯和无水乙醇置于梨形漏斗中，充分混合，形成A溶液备用；将制备的聚苯乙烯乳液和体积为5∶1∶1的无水乙醇、冰醋酸和蒸馏水共同置于500mL烧杯中，混合均匀，形成B溶液，其中无水乙醇与步骤(2)中的无水乙醇体积比为1∶1；再将A溶液缓慢滴加到B溶液中，充分搅拌得到复合溶胶，继续搅拌直至形成凝胶，凝胶陈化时间为6h以上，在110℃温度下烘12h以上，形成黄色晶体颗粒，在350℃～650℃下，置在马弗炉中烧结0.5h～5h，取出后研磨、粉碎、过筛即得聚苯乙烯改性TiO2催化剂；(4)制备功能性TiO2：将步骤(2)中制备的Fe3O4粉体按照摩尔比为：Fe∶Ti＝1％～7％的量加入步骤(3)得到的B溶液中，形成C混合液；再将步骤(3)中得到的A溶液缓慢滴加到C混合液中，充分搅拌得到复合溶胶，继续搅拌直至形成凝胶，凝胶陈化时间为6h以上，在110℃温度下烘12h以上，形成深褐色晶体颗粒，在350℃～650℃下，置在马弗炉中烧结0.5h～5h，取出后研磨、粉碎、过筛即得功能性TiO2催化剂。