納米催化材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及納米Ti化光催化劑薄膜制造領(lǐng)域，主要設(shè)及運(yùn)用于低溫等離子催化協(xié) 同反應(yīng)器的Ti〇2光催化薄膜材料的制造行業(yè)，具體是用于低溫等離子催化協(xié)同作用的La 滲雜Ti〇2納米催化材料。
【背景技術(shù)】
[0002] 低溫等離子體和催化劑協(xié)同作用技術(shù)是目前處理空氣污染的前沿研究領(lǐng)域，其既 具備低溫等離子技術(shù)便捷高效的特點(diǎn)，又具備催化氧化高精確度高效率的特點(diǎn)，因此成為 研究的熱點(diǎn)。該技術(shù)的核屯、在于讓低溫等離子發(fā)生器與催化劑有效結(jié)合起來(lái)，發(fā)揮協(xié)同效 應(yīng)，因此制備與低溫等離子發(fā)生體有效結(jié)合并且催化性能良好的催化劑材料成為研究和改 善該技術(shù)的關(guān)鍵。
[0003]Ti化是目前最常用的光催化的催化劑，其制備方法多種多樣，比如陰極電沉積法、 陽(yáng)極氧化法、低熱固相法、溶膠凝膠法和水熱法。陰極電沉積法制備的Ti〇2薄膜較均勻。陽(yáng) 極氧化法則通過(guò)調(diào)節(jié)陽(yáng)極氧化電壓、電解液濃度、K1值、反應(yīng)時(shí)間等因素制備Ti化納米管陣 列。低熱固相法具有制備工藝簡(jiǎn)單，成本低，污染小，可大批量生產(chǎn)等特點(diǎn)，所制備的Ti化薄 膜呈海綿狀多孔結(jié)構(gòu)。溶膠凝膠法具有設(shè)備簡(jiǎn)單、操作易控制、易工業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，該方 法制備的Ti化薄膜較均勻。水熱法和絲網(wǎng)印刷技術(shù)所制備的Ti〇2薄膜呈海綿狀多孔結(jié)構(gòu)。
[0004]Ti化雖然具備良好的催化效應(yīng)，但因其較寬的禁帶寬度而只能吸收紫外區(qū)光線， 致使對(duì)入射光的利用率不足，使得低溫等離子與催化協(xié)同作用技術(shù)所用的Ti化薄膜催化劑 的催化效率有待提局。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提了一種用于低溫等離子催化協(xié)同作用的La滲雜Ti化納米催化材料，本發(fā)明工藝流程簡(jiǎn)便，便于工業(yè)化成產(chǎn)，而且催化效果好，對(duì)苯的 降解率達(dá)到86 %，與單純的陶瓷電極材料相比較提高了 30 %。
[0006] 本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，通過(guò)W下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0007] 用于低溫等離子催化協(xié)同作用的La滲雜Ti〇2納米催化材料，是通過(guò)W下步驟制 備的：
[0008] (1)將鐵酸下醋加入到反應(yīng)器中，然后邊攬拌鐵酸下醋邊緩慢加入無(wú)水乙醇，得到 混合溶液，攬拌混合溶液一定時(shí)間后向其中加入聚乙二醇，繼續(xù)攬拌，得到溶液A;
[0009] (2)將無(wú)水乙醇和去離子水混合均勻，而后依次加入硝酸銅和硝酸，控制PH為 2-3,得到溶液B;
[0010] 做將溶液B滴加到攬拌的溶液A中，繼續(xù)攬拌，直至得到Ti〇2溶膠；
[0011] (4)將配制好的Ti〇2溶膠密封放置一定時(shí)間，W備制膜；
[0012] (5) W陶瓷電極材料為基底進(jìn)行鍛膜，鍛膜前將陶瓷電極材料超聲30分鐘，然后 用去離子水洗涂，再用氮?dú)獯蹈蓚溆茫瑢⑺频玫奶沾呻姌O材料垂直浸入步驟（4)的Ti〇2 溶膠中，浸績(jī)提拉鍛膜，提拉速度3毫米/秒，提拉后將陶瓷電極材料平放入烘箱中干燥，重 復(fù)浸績(jī)提拉鍛膜、干燥操作循環(huán)5次，得到陶瓷電極材料基底涂膜；
[0013] (6)將陶瓷電極材料基底涂膜放入箱式爐中，加熱到20°C，保溫0. 5小時(shí)，再繼續(xù) 升溫到450°C，保溫0. 5小時(shí)，陶瓷電極材料上形成的薄膜即是用于低溫等離子催化協(xié)同作 用的La滲雜Ti化納米催化材料。
[0014] 優(yōu)選的，步驟（1)中所述的無(wú)水乙醇的體積、鐵酸下醋的體積、聚乙二醇的質(zhì)量比 為2毫升：5毫升：80毫克。
[0015] 優(yōu)選的，步驟（2)中所述的無(wú)水乙醇的體積、去離子水的體積、硝酸銅的質(zhì)量、硝 酸的體積比為25毫升：1毫升：100毫克：2毫升。
[0016] 優(yōu)選的，步驟巧）中提拉后放入烘箱中干燥的烘箱溫度為85°C，干燥時(shí)間為30分 鐘。
[0017]優(yōu)選的，步驟（4)中Ti〇2溶膠密封放置10小時(shí)。
[001引優(yōu)選的，步驟（1)中攬拌混合溶液的時(shí)間為2小時(shí)，加入聚乙二醇后繼續(xù)攬拌30 分鐘，得到溶液A。
[0019] 本發(fā)明采用溶膠凝膠法和過(guò)渡金屬滲雜法制備用于低溫等離子催化協(xié)同作用的 La滲雜Ti〇2納米催化材料。其方法簡(jiǎn)單易行，工藝流程簡(jiǎn)便，方便用于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)， 納米尺寸的Ti化具備量子尺寸效應(yīng)，當(dāng)材料尺寸小于空間電荷層時(shí)Ti〇2的光生載流子可通 過(guò)簡(jiǎn)單的擴(kuò)散從粒子內(nèi)部直接遷移到半導(dǎo)體表面，提高了反應(yīng)的量子產(chǎn)率，從而使得光催 化性能明顯提高；稀±金屬元素La的滲雜，對(duì)Ti〇2引入了雜質(zhì)能級(jí)，形成光生載流子的捕 獲阱，延長(zhǎng)了載流子的壽命從而提高光催化效率。通過(guò)溶膠凝膠法制備La滲雜Ti化納米 薄膜材料，不僅僅方法簡(jiǎn)單易行，便于用在工業(yè)化成產(chǎn)，而且催化效果良好。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1是不同材料降解苯的降解率對(duì)比示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，運(yùn)些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明 而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人 員可W對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，運(yùn)些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定 的范圍。
[0022] 下述實(shí)施例中所設(shè)及的儀器、試劑、材料等，若無(wú)特別說(shuō)明，均為現(xiàn)有技術(shù)中已有 的常規(guī)儀器、試劑、材料等，可通過(guò)正規(guī)商業(yè)途徑獲得。下述實(shí)施例中所設(shè)及的實(shí)驗(yàn)方法，檢 測(cè)方法等，若無(wú)特別說(shuō)明，均為現(xiàn)有技術(shù)中已有的常規(guī)實(shí)驗(yàn)方法，檢測(cè)方法等。
[002引實(shí)施例：
[0024] 通過(guò)W下步驟制備用于低溫等離子催化協(xié)同作用的La滲雜Ti〇2納米催化材料：
[0025] (1)將10毫升鐵酸下醋加入到反應(yīng)器中，然后邊攬拌鐵酸下醋邊緩慢加入25毫升 無(wú)水乙醇，得到混合溶液，劇烈攬拌混合溶液2小時(shí)后向其中加入0. 4克聚乙二醇（20000)， 繼續(xù)攬拌30分鐘，得到溶液A;
[0026] (2)將25毫升無(wú)水乙醇和1毫升去離子水混合均勻，而后依次加入100毫克硝酸 銅和2毫升硝酸，控制PH為2-3,得到溶液B ;
[0027] 做將溶液B滴加到攬拌的溶液A中，繼續(xù)攬拌2小時(shí)，得到Ti〇2溶膠；
[002引 （4)將配制好的Ti02溶膠密封放置10小時(shí)，W備制膜；
[002引 妨W陶瓷電極