[发明专利]一种具有可见光催化活性的复合材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种具有可见光催化活性的复合材料及其制备方法，所述的复合材料是由有机柱撑粘土和ZnTiO3/TiO2经过改性的材料复合制得。其中有机柱撑粘土的制备是将有机柱化剂和粘土原土进行插层反应后得到；ZnTiO3/TiO2通过溶胶-凝胶法制备得到；随后将ZnTiO3/TiO2和有机柱撑粘土混合制得具有可见光催化活性的复合材料ZnTiO3/TiO2-有机柱撑粘土。复合材料ZnTiO3/TiO2-有机柱撑粘土与单纯的TiO2相比，在可见光波长里具有很好的响应度；同时，利用有机柱撑粘土作为载体，也有利于提高其吸附性能。此外，本发明的制备工艺简单，无需特殊专用装备，投资少，成本低，便于推广。

主权项

一种具有可见光催化活性的复合材料的制备方法，其特征在于包括以下操作步骤：（1）有机柱撑粘土的制备：粘土矿物经粉碎后过200目筛，放置于60～80℃干燥箱中干燥1～2天，即为粘土原土；取20重量份的粘土原土，按粘土原土与蒸馏水的质量比为1:10的比例，将粘土原土分散于水中形成悬浮浆液；后加入相当于粘土原土阳离子交换容量0.5～2倍物质的量的有机柱化剂，在60℃的水浴恒温条件下搅拌2h，放置过夜；产物以去离子水清洗至无Br‑存在，90℃下烘干，充分研磨并过200目筛后则可制得有机柱撑粘土；（2）目标样品ZnTiO3/TiO2的制备：按摩尔比[Zn+2]/[Ti+4]＝1的比例，在磁力搅拌下将2.5g乙酸锌加入到100ml无水乙醇中，经1h后形成无色透明溶液；此后往该溶液中加入1mL1.2mol/L的盐酸，按Zn2+与Ti4+摩尔比1:1向其中加入3.9ml钛酸四丁酯，搅拌1h后得到浅黄色稠状溶液，此为溶胶；将在常温、常压下水解24h形成的溶胶置于45℃水浴中12h即得凝胶，凝胶在55℃和‑0.1Pa的真空条件下干燥12h，得淡黄色前躯体；将前躯体置于马弗炉中于600℃下焙烧后，充分研磨并过200目筛后即得目标样品ZnTiO3/TiO2；（3）ZnTiO3/TiO2‑有机柱撑粘土：按照质量百分比[有机柱撑粘土]:[蒸馏水]＝1:10配制有机柱撑粘土的悬浮浆液，将ZnTiO3/TiO2按照质量百分比为20～100%负载用量，加到有机柱撑粘土的悬浮浆液中，室温下强力搅拌12h，抽滤并在90℃干燥2天，充分研磨后过200目筛即得最终产品ZnTiO3/TiO2‑有机柱撑粘土。