一種可見光響應(yīng)納米二氧化鈦催化劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及化學(xué)和催化【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種可見光響應(yīng)納米二氧化鈦催化劑，由納米二氧化鈦、納米氧化鉍和氧化石墨烯復(fù)合而成，二氧化鈦、納米氧化鉍和氧化石墨烯的質(zhì)量比為1∶0.05-1∶1-2。本發(fā)明提供一種可見光響應(yīng)納米二氧化鈦催化劑，該催化劑既能在可見光下進行催化，又有較高的電子轉(zhuǎn)移能力，催化效率高，具有較廣的潛在應(yīng)用范圍。
【專利說明】一種可見光響應(yīng)納米二氧化鈦催化劑
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及化學(xué)和催化【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種可見光響應(yīng)納米二氧化鈦催化劑。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人口和經(jīng)濟的增長，環(huán)境和能源問題成為制約人類發(fā)展的兩大因素。半導(dǎo)體光催化劑在處理染料廢水和光解水制氫具有獨特優(yōu)勢。與傳統(tǒng)處理廢水工藝相比，光催化具有反應(yīng)條件溫和、能耗低、無污染等優(yōu)點，在環(huán)境和能源方面具有非常重要的應(yīng)用前景。
[0003]石墨烯最大的特性是電子在其中的運動速度可以達到光速的1/300，遠遠超過了電子在一般導(dǎo)體中的運動速度。這使得石墨烯中的電子，或更準確地應(yīng)稱為“載荷子”的性質(zhì)和相對論性的中微子非常相似。
[0004]近年來對半導(dǎo)體光催化劑的研究越來越多，眾所周知，Τ?02由于廉價，無毒，穩(wěn)定等優(yōu)點被廣泛的用作光催化劑。但銳鈦礦相Ti02禁帶寬度為3.2eV，它僅可吸收紫外光(占太陽光的4% )，量子效率低，不能用于實際生產(chǎn)染料廢水處理。但Ti02由于其自身顏色為白色，不具備可見光響應(yīng)的能力，在自然光中的利用效率更低。開發(fā)可見光響應(yīng)型Ti02成為提高光利用率解決環(huán)境污染的迫切需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷和滿足市場需要，本發(fā)明提供一種可見光響應(yīng)納米二氧化鈦催化劑，該催化劑既能在可見光下進行催化，又有較高的電子轉(zhuǎn)移能力，催化效率高，具有較廣的潛在應(yīng)用范圍。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種可見光響應(yīng)納米二氧化鈦催化齊?，由納米二氧化鈦、納米氧化鉍和氧化石墨烯復(fù)合而成，二氧化鈦、納米氧化鉍和氧化石墨烯的質(zhì)量比為I: 0.05-1: 1-2。
[0007]具體地，所述二氧化鈦為銳鈦型。
[0008]一種可見光響應(yīng)納米二氧化鈦催化劑的制備方法，包括如下步驟:
[0009]步驟I)將氧化石墨在超聲分散在水中，制得氧化石墨烯分散液；
[0010]步驟2)將水溶性鉍鹽和尿素在水中攪拌溶解，混合液加熱進行共沉淀反應(yīng)，獲得可見光響應(yīng)的納米氧化秘；
[0011]步驟3)將納米二氧化鈦在分散劑六偏磷酸的作用下，超聲分散在水中，制得納米二氧化鈦分散液，
[0012]步驟4)將上述獲得的氧化石墨烯分散液、納米氧化鉍和納米二氧化鈦分散液進行混合并加熱攪拌，所得的產(chǎn)物離心分離，用去離子水洗滌，干燥后獲得可見光響應(yīng)納米二氧化鈦催化劑。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明提供一種可見光響應(yīng)納米二氧化鈦催化劑，該催化劑既能在可見光下進行催化，又有較高的電子轉(zhuǎn)移能力，催化效率高，具有較廣的潛在應(yīng)用范圍。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合具體實施例，進一步對本發(fā)明進行闡述，應(yīng)理解，引用實施例僅用于說明本發(fā)明，而不用于限制本發(fā)明的范圍。
[0015]實施例1
[0016]一種可見光響應(yīng)納米二氧化鈦催化劑，由納米銳鈦型二氧化鈦、納米氧化鉍和氧化石墨烯復(fù)合而成，二氧化鈦、納米氧化鉍和氧化石墨烯的質(zhì)量比為1: 0.05:1。
[0017]一種可見光響應(yīng)納米二氧化鈦催化劑的制備方法，包括如下步驟:
[0018]步驟I)將氧化石墨在超聲分散在水中，制得氧化石墨烯分散液；
[0019]步驟2)將水溶性鉍鹽和尿素在水中攪拌溶解，混合液加熱進行共沉淀反應(yīng)，獲得可見光響應(yīng)的納米氧化秘；
[0020]步驟3)將納米二氧化鈦在分散劑六偏磷酸的作用下，超聲分散在水中，制得納米二氧化鈦分散液，
[0021]步驟4)將上述獲得的氧化石墨烯分散液、納米氧化鉍和納米二氧化鈦分散液進行混合并加熱攪拌，所得的產(chǎn)物離心分離，用去離子水洗滌，干燥后獲得可見光響應(yīng)納米二氧化鈦催化劑。
[0022]當亞甲基藍溶液濃度為10mg/L，可見光催化反應(yīng)進行8h后，降解率可達80.2%。
[0023]實施例2
[0024]一種可見光響應(yīng)納米二氧化鈦催化劑，由納米銳鈦型二氧化鈦、納米氧化鉍和氧化石墨烯復(fù)合而成，二氧化鈦、納米氧化鉍和氧化石墨烯的質(zhì)量比為1:1:1。
[0025]一種可見光響應(yīng)納米二氧化鈦催化劑的制備方法，包括如下步驟:
[0026]步驟I)將氧化石墨在超聲分散在水中，制得氧化石墨烯分散液；
[0027]步驟2)將水溶性鉍鹽和尿素在水中攪拌溶解，混合液加熱進行共沉淀反應(yīng)，獲得可見光響應(yīng)的納米氧化秘；
[0028]步驟3)將納米二氧化鈦在分散劑六偏磷酸的作用下，超聲分散在水中，制得納米二氧化鈦分散液，
[0029]步驟4)將上述獲得的氧化石墨烯分散液、納米氧化鉍和納米二氧化鈦分散液進行混合并加熱攪拌，所得的產(chǎn)物離心分離，用去離子水洗滌，干燥后獲得可見光響應(yīng)納米二氧化鈦催化劑。
[0030]當亞甲基藍溶液濃度為10mg/L，可見光催化反應(yīng)進行8h后，降解率可達90%。
[0031]實施例3
[0032]一種可見光響應(yīng)納米二氧化鈦催化劑，由納米銳鈦型二氧化鈦、納米氧化鉍和氧化石墨烯復(fù)合而成，二氧化鈦、納米氧化鉍和氧化石墨烯的質(zhì)量比為1:1: 2。
[0033]一種可見光響應(yīng)納米二氧化鈦催化劑的制備方法，包括如下步驟:
[0034]步驟I)將氧化石墨在超聲分散在水中，制得氧化石墨烯分散液；
[0035]步驟2)將水溶性鉍鹽和尿素在水中攪拌溶解，混合液加熱進行共沉淀反應(yīng)，獲得可見光響應(yīng)的納米氧化秘；
[0036]步驟3)將納米二氧化鈦在分散劑六偏磷酸的作用下，超聲分散在水中，制得納米二氧化鈦分散液，
[0037]步驟4)將上述獲得的氧化石墨烯分散液、納米氧化鉍和納米二氧化鈦分散液進行混合并加熱攪拌，所得的產(chǎn)物離心分離，用去離子水洗滌，干燥后獲得可見光響應(yīng)納米二氧化鈦催化劑。
[0038]當亞甲基藍溶液濃度為10mg/L，可見光催化反應(yīng)進行8h后，降解率可達93.3%。
[0039]實施例4
[0040]一種可見光響應(yīng)納米二氧化鈦催化劑，由納米銳鈦型二氧化鈦、納米氧化鉍和氧化石墨烯復(fù)合而成，二氧化鈦、納米氧化鉍和氧化石墨烯的質(zhì)量比為1: 0.1: 2。
[0041]一種可見光響應(yīng)納米二氧化鈦催化劑的制備方法，包括如下步驟:
[0042]步驟I)將氧化石墨在超聲分散在水中，制得氧化石墨烯分散液；
[0043]步驟2)將水溶性鉍鹽和尿素在水中攪拌溶解，混合液加熱進行共沉淀反應(yīng)，獲得可見光響應(yīng)的納米氧化秘；
[0044]步驟3)將納米二氧化鈦在分散劑六偏磷酸的作用下，超聲分散在水中，制得納米二氧化鈦分散液，
[0045]步驟4)將上述獲得的氧化石墨烯分散液、納米氧化鉍和納米二氧化鈦分散液進行混合并加熱攪拌，所得的產(chǎn)物離心分離，用去離子水洗滌，干燥后獲得可見光響應(yīng)納米二氧化鈦催化劑。
[0046]當亞甲基藍溶液濃度為10mg/L，可見光催化反應(yīng)進行8h后，降解率可達85.2%。
[0047]實施例5
[0048]一種可見光響應(yīng)納米二氧化鈦催化劑，由納米銳鈦型二氧化鈦和納米氧化鉍復(fù)合而成,二氧化鈦和納米氧化秘的質(zhì)量比為1:1。
[0049]一種可見光響應(yīng)納米二氧化鈦催化劑的制備方法，包括如下步驟:
[0050]步驟I)將水溶性鉍鹽和尿素在水中攪拌溶解，混合液加熱進行共沉淀反應(yīng)，獲得可見光響應(yīng)的納米氧化秘；
[0051]步驟2)將納米二氧化鈦在分散劑六偏磷酸的作用下，超聲分散在水中，制得納米二氧化鈦分散液，
[0052]步驟3)將上述獲得的納米氧化鉍和納米二氧化鈦分散液進行混合并加熱攪拌，所得的產(chǎn)物離心分離，用去離子水洗滌，干燥后獲得可見光響應(yīng)納米二氧化鈦催化劑。
[0053]當亞甲基藍溶液濃度為10mg/L，可見光催化反應(yīng)進行8h后，降解率可達76.8%。
[0054]實施例6
[0055]一種可見光響應(yīng)納米二氧化鈦催化劑，由納米銳鈦型二氧化鈦和氧化石墨烯復(fù)合而成，二氧化鈦和氧化石墨烯的質(zhì)量比為1: 2。
[0056]一種可見光響應(yīng)納米二氧化鈦催化劑的制備方法，包括如下步驟:
[0057]步驟I)將氧化石墨在超聲分散在水中，制得氧化石墨烯分散液；
[0058]步驟2)將納米二氧化鈦在分散劑六偏磷酸的作用下，超聲分散在水中，制得納米二氧化鈦分散液，
[0059]步驟3)將上述獲得的氧化石墨烯分散液和納米二氧化鈦分散液進行混合并加熱攪拌，所得的產(chǎn)物離心分離，用去離子水洗滌，干燥后獲得可見光響應(yīng)納米二氧化鈦催化劑。[0060]當亞甲基藍溶液濃度為10mg/L，可見光催化反應(yīng)進行8h后，降解率可達15.5%。
[0061]以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種可見光響應(yīng)納米二氧化鈦催化劑，其特征在于:由納米二氧化鈦、納米氧化鉍和氧化石墨烯復(fù)合而成，二氧化鈦、納米氧化鉍和氧化石墨烯的質(zhì)量比為I: 0.05-1: 1-2。
2.如權(quán)利要求1所述的一種可見光響應(yīng)納米二氧化鈦催化劑，其特征在于:所述二氧化鈦為銳鈦型。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種可見光響應(yīng)納米二氧化鈦催化劑的制備方法，其特征在于包括如下步驟: 步驟I)將氧化石墨在超聲分散在水中，制得氧化石墨烯分散液； 步驟2)將水溶性鉍鹽和尿素在水中攪拌溶解，混合液加熱進行共沉淀反應(yīng)，獲得可見光響應(yīng)的納米氧化秘； 步驟3)將納米二氧化鈦在分散劑六偏磷酸的作用下，超聲分散在水中，制得納米二氧化鈦分散液， 步驟4)將上述獲得的氧化石墨烯分散液、納米氧化鉍和納米二氧化鈦分散液進行混合并加熱攪拌，所得的產(chǎn)物離心分離，用去離子水洗滌，干燥后獲得可見光響應(yīng)納米二氧化鈦 催化劑。
【文檔編號】B01J23/18GK104014325SQ201410265292
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月13日
【發(fā)明者】顧鈺霞 申請人:張家港市山牧新材料技術(shù)開發(fā)有限公司