[发明专利]一种掺碳TiO2纳米纤维负载金属催化剂的制备方法

摘要

本发明属于催化剂领域，尤其涉及一种掺碳TiO₂纳米纤维负载金属催化剂的制备方法。本发明制备的PdRu/TiO‑C纳米纤维催化剂对甲醇氧化，其氧化机理主要是TiO₂复合材料的光催化机理，一般来说，TiO₂被能量大于其禁带宽度的光子激发后，电子会从价带激发到导带中．同时产生电子‑空穴对，与吸附溶解在其表面的氧气和水反应，空穴将OH^‑和H₂O氧化成·OH^‑，O₂俘获电子生成·O₂^‑，这两种自由基能几乎无选择地氧化大部分有机物甲醇。但是，纯TiO₂需要紫外光照射才具有催化活性，而贵金属沉积，如Pt、Au、Ag或Pd等能使TiO₂在无紫外光照射下具有光催化活性。

主权项

1.一种掺碳TiO₂纳米纤维负载金属催化剂的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤1、TiO₂纳米纤维的制备：TiO₂纳米纤维的制备采用静电纺丝法，首先称取5‑10g聚乙烯吡咯烷酮加到30‑40mL无水乙醇中搅拌溶解，加入2.5‑3.0mL的钛酸丁酯(Ti(OC₄H₉)₄)，形成溶液A；搅拌下滴入由25mL无水乙醇、2.5mL去离子水、1.8mL醋酸组成的溶液B；继续搅拌2‑3h，使Ti(OC₄H₉)₄水解形成纺丝液；用装有不锈钢针头的针筒吸取15‑20mL纺丝液，电源正极和针头连接，锡箔纸作为收集装置和电源负极连接：设定针头到锡箔纸的距离为10‑12cm．并施加30‑35kV的直流电压，纺丝液的推进速率为3‑5mL/h，得到TiO₂纳米纤维；步骤2、TiO₂‑C纳米纤维的制备:将制备好的TiO₂纳米纤维放入管式加热炉中在300‑400℃下焙烧3‑5 h，在氮气保护下800‑850℃焙烧1.3‑1.5h，得到TiO₂‑C纳米纤维；步骤3、PdRu/TiO₂‑C纳米纤维催化剂的制备：称取55‑60mg TiO₂‑C纳米纤维加入到去离子水中，超声分散；以钯和钌占催化剂质量的3%‑5%计，加入计算量的RuC1₃溶液(0.03mol/L)，用氨水调节pH 为10.1‑10.5；加入过量的KHB 溶液(0.05mol/L)，磁力搅拌3‑4h；将得到的分散液离心分离：去离子水洗，100‑120℃条件下烘干，得到Ru/TiO₂‑C纳米纤维；将制得的Ru/TiO₂‑C纳米纤维分散到去离子水中，搅拌下加入计算量的PdCl₂溶液(0.01mol/L),磁力搅拌5‑7 h；将得到的分散液离心分离：去离子水洗涤3‑4次,100‑120℃条件下烘干，得到PdRu/TiO₂‑C纳米纤维催化剂。