[发明专利]高效共掺杂复合光催化剂的制备及应用方法

摘要

本发明涉及一种高效共掺杂复合光催化剂的制备及应用方法，以钛酸四正丁酯为二氧化钛的前驱体，无水乙醇为溶剂，冰醋酸作为水解抑制剂，粘胶基活性炭纤维作为催化剂载体。首次将Fe3+、Sm3+两种离子对TiO2进行掺杂，并负载在经过预处理后表面具有丰富的杂环结构和官能团，而且比表面积极大的ACF载体上，得到了高效复合型光催化剂，为处理工业废水提供了新型的光催化材料。本发明制备过程简单，常温下即可，利于实现工业化生产。活性高，能在短时间内快速降低水中有机污染物，使其矿化为CO2、H2O等小分子物质。同时也能在较短时间内快速降解高浓度、色泽深的染料废水。

主权项

一种高效共掺杂复合光催化剂的制备方法，其特征是：(1)室温下将20‑50mL的钛酸四正丁酯加入到20‑60mL的无水乙醇中，搅拌20‑50min，得到均匀透明的黄色溶液①；(2)室温下将40‑60mL的无水乙醇、30‑60mL冰醋酸、10‑20mL蒸馏水充分混合，再加入0.01‑1.0g的Fe(NO3)3.7H2O和0.01‑0.06gSm(NO3)3.6H2O晶体充分搅拌溶解形成溶液②；(3)在磁力搅拌且恒温10‑40℃条件下，将溶液②缓慢滴加到溶液①中，得到均匀透明的溶胶，室温下陈化10‑40h至溶液失去流动性得到凝胶；(4)将经600‑900℃水蒸气活化预处理10‑40min后的活性炭纤维裁成固定尺寸大小的长方块，浸入制备好的溶胶中，待其吸附饱和后，在真空干燥箱中恒温20‑80℃烘干，将烘干后的活性炭纤维取出再次放入溶胶中吸附饱和，放入烘箱中烘干，反复此步骤2‑5次即得到负载Fe3+、Sm3+的活性炭纤维的前驱体。(5)将活性炭纤维前驱体置于管式马弗炉中煅烧，煅烧过程中持续通入氮气，升温速率为1‑10℃/min，至300‑600℃后恒温煅烧1.0‑3.0h，得到Fe3+、Sm3+共掺杂负载活性炭纤维的高活性复合光催化剂。