[发明专利]一种可见光响应的铬和硫共掺杂TiO2/空心玻璃微珠复合催化剂的制备方法及应用

摘要

一种可见光响应的铬和硫共掺杂TiO₂/空心玻璃微珠复合催化剂的制备方法及应用，它涉及一种催化剂的制备方法和应用。本发明的目的是要解决现有TiO₂催化剂对可见光的吸收利用率低，对有机染料的去除效果差和粉末状TiO₂光催化剂存在吸附容量低、易失活、易团聚和难以回收的问题。方法：一、空心玻璃微珠预处理；二、制备溶胶；三、负载，得到可见光响应的铬和硫共掺杂TiO₂/空心玻璃微珠复合催化剂。使用可见光响应的铬和硫共掺杂TiO₂/空心玻璃微珠复合催化剂处理含有靛胭脂的废水，废水中靛胭脂的去除率为95％～100％。本发明可获得一种可见光响应的铬和硫共掺杂TiO₂/空心玻璃微珠复合催化剂的制备方法。

主权项

一种可见光响应的铬和硫共掺杂TiO₂/空心玻璃微珠复合催化剂的制备方法，其特征在于一种可见光响应的铬和硫共掺杂TiO₂/空心玻璃微珠复合催化剂的制备方法是按以下步骤完成的：一、空心玻璃微珠预处理：以浓度为0.5mol/L的NaOH溶液为超声波清洗剂，将空心玻璃微珠在超声功率为250W～300W下超声处理20min～40min，得到NaOH溶液清洗后的空心玻璃微珠；使用去离子水对NaOH溶液清洗后的空心玻璃微珠进行洗涤，至洗涤液为中性，再将洗涤后的空心玻璃微珠在温度为60℃～90℃下进行干燥，得到处理后的空心玻璃微珠；二、制备溶胶：①、将钛酸四丁酯、无水乙醇和冰醋酸混合，得到溶液A；步骤二①中所述的钛酸四丁酯与无水乙醇的摩尔比为1:(20～25)；步骤二①中所述的钛酸四丁酯与冰醋酸的摩尔比为1:(8～10)；②、将Cr(NO₃)₃和K₂S₂O₈溶解到去离子水中，再加入无水乙醇和冰醋酸，得到溶液B；步骤二②中所述的Cr(NO₃)₃和K₂S₂O₈的摩尔比为1:(1～2)；步骤二②中所述的Cr(NO₃)₃的物质的量与去离子水的体积比为(1×10^‑4mol～1.5×10^‑4mol):9.4mL；步骤二②中所述的Cr(NO₃)₃的物质的量与无水乙醇的体积比为(1×10^‑4mol～1.5×10^‑4mol):9.7mL；步骤二②中所述的Cr(NO₃)₃的物质的量与冰醋酸的体积比为(1×10^‑4mol～1.5×10^‑4mol):10mL；③、将溶液A在搅拌速度为90r/min～140r/min下搅拌25min～35min，然后以60滴/min～90滴/min的滴加速度将溶液B滴入，并继续在搅拌速度为90r/min～140r/min下搅拌25min～35min，得到溶胶；三、负载：方法一：将处理后的空心玻璃微珠浸入到溶胶中，然后在搅拌速度为90r/min～140r/min下搅拌25min～35min，再在室温下陈化2h～3h，得到陈化后的空心玻璃微珠；将陈化后的空心玻璃微珠在温度为80℃～90℃下干燥2h～4h，得到干凝后的空心玻璃微珠；将干凝后的空心玻璃微珠在温度为300℃～500℃下煅烧1h～4h，得到可见光响应的铬和硫共掺杂TiO₂/空心玻璃微珠复合催化剂；方法二：①、将处理后的空心玻璃微珠浸入到溶胶中，然后在搅拌速度90r/min～140r/min下搅拌25min～35min，再在室温下陈化2h～3h，得到陈化后的空心玻璃微珠；将陈化后的空心玻璃微珠在温度为80℃～90℃下干燥2h～4h，得到干凝后的空心玻璃微珠；将干凝后的空心玻璃微珠在温度为300℃～500℃下煅烧1h～4h，得到一次负载产物；②、将一次负载产物浸入到溶胶中，再在搅拌速度为90r/min～140r/min下搅拌25min～35min，再在室温下陈化2h～3h，得到陈化后的一次负载产物；将陈化后的一次负载产物在温度为80℃～90℃下干燥2h～4h，得到干凝后的一次负载产物；将干凝后的一次负载产物在温度为300℃～500℃下煅烧1h～4h；③、重复步骤三方法二②零次～二次，得到可见光响应的铬和硫共掺杂TiO₂/空心玻璃微珠复合催化剂。