[发明专利]二氧化钛/钛酸铋超声强化型光催化剂及其制备方法

摘要

本发明属于光催化材料技术领域，具体涉及一种二氧化钛/钛酸铋超声强化型光催化剂及其制备方法。本发明采用溶胶凝胶法制备了二氧化钛与钛酸铋异质结构，获得了由钛酸铋纳米颗粒和在其表面负载TiO2纳米颗粒的钛酸铋/二氧化钛超声强化型光催化剂，该催化剂将钛酸铋良好的光催化活性、压电性能和禁带宽度小三大优势，与纳米二氧化钛良好的光催化性能相结合，使得该复合光催化剂的催化活性大大提高。另外，通过构筑钛酸铋和二氧化钛两相复合的异质结，通过界面效应增强光催化性能，再通过超声协同激发钛酸铋内建电场，加速光生载流子分离和传输，而且产生的光生载流子，也促进了二氧化钛和钛酸铋本身的光催化活性，光催化性能得到进一步提高。

主权项

二氧化钛/钛酸铋超声强化型光催化剂，其特征在于：所述催化剂是由钛酸铋纳米颗粒及在其表面负载的纳米二氧化钛颗粒组成，其中以重量计，钛酸铋:二氧化钛＝1:3～3:1；所述二氧化钛/钛酸铋超声强化型光催化剂的制备方法包括以下步骤：a、将乙二醇甲醚与冰乙酸按体积比0.5～1.5:0.5～1.5混匀，再按照固液比1:5～7g/mL加入硝酸铋，搅拌，得到溶液A；b、将钛酸四丁酯溶于乙酰丙酮中，超声10～20min，得溶液B；其中，按照摩尔比，钛酸四丁酯:乙酰丙酮＝1:1～3；c、将溶液A与溶液B混合，用乙二醇甲醚调节溶液浓度为0.05～0.2mol/L，搅拌1～3h，得到钛酸铋溶胶；d、将钛酸铋溶胶干燥，充分研磨后，以3～5℃/min升温速度升温至650～750℃，保温0.5～2h，随炉冷却，制得钛酸铋粉体；e、将异丙醇、冰乙酸和蒸馏水按体积比3～5:1:1混合均匀后，加入d步骤制得的钛酸铋粉体，搅拌，超声后形成均匀的分散体系，得到溶液C；其中，钛酸铋浓度为20～50g/L；f、将钛醇盐溶于醇中，得到溶液D；其中按照体积比，钛醇盐:醇＝1:2～4；g、将溶液C与溶液D混合，搅拌，超声，得到钛酸铋/二氧化钛溶胶；其中以重量计，钛酸铋:二氧化钛＝1:3～3:1；h、将钛酸铋/二氧化钛溶胶干燥后，于450～550℃下退火处理1～2h，冷却，即得钛酸铋/二氧化钛复合光催化剂；i、对钛酸铋/二氧化钛复合光催化剂进行超声强化处理，得到钛酸铋/二氧化钛超声强化型光催化剂。