一种负载二氧化钛的复合光催化剂及其制备方法

技术领域

本发明属于光催化领域，尤其涉及一种负载二氧化钛的复合光催化剂及其制备方法。

背景技术

环境问题和能源问题一直是人类面临的两大挑战。半导体光催化技术为人们提供了一种有效的环境污染治理和高效的太阳能利用途径。纳米TiO

目前有部分研究将TiO

发明内容

本发明的目的是提供一种负载二氧化钛的复合光催化剂及其制备方法，以解决背景技术中二氧化钛催化过程中对外在光源依赖程度过大的技术问题。

实现本发明目的的技术方案是：

一种负载二氧化钛的复合光催化剂，其成分为均匀包覆TiO

进一步地，x取值范围为0.1～4。

本发明还提供该负载二氧化钛的复合光催化剂的制备方法，包含以下制备步骤：

S1：Bi掺杂的紫外长余辉发光材料的合成

按照化学式LiLuGeO

将研磨后的混合物进行第一次煅烧、冷却及研磨；

将上一步研磨所得材料进行第二次煅烧、冷却及研磨；，得到Bi掺杂的紫外长余辉发光材料。

S2：复合光催化剂LiLuGeO

一边搅拌，一边将将钛酸四钉酯滴加到乙醇中；

继续加入S1中制备的LiLuGeO

将去离子水加入到丙酮中形成溶液B；

在搅拌条件下，将溶液A缓慢滴入到溶液B中进行反应；

反应后将混合溶液离心、烘干；

将烘干后的粉末高温煅烧。

进一步地，步骤S1中第一次煅烧温度为800℃，煅烧时间2小时；第二次煅烧温度1000～1250℃，煅烧时间1～12小时。

进一步地，步骤S2中：

钛酸四钉酯：乙醇：LiLuGeO

A溶液与B溶液反应时间为6～24小时；

烘干温度为80℃；

进一步地，步骤S2中：

高温煅烧温度为400-600℃，煅烧时间为2～6小时。

该方案中，长辉石LiLuGeO

方案中采用丙酮浴原位生长法，该反应制备方法条件温和，工艺简单易行，在一定程度上避免了传统浸渍法导致的颗粒增长和烧结而和煅烧过程中能耗较高、产生废气的情况；可以调控生长高分散性活性组分，晶体生长均匀且组分之间结合更加紧密，催化剂与基底之间的界面结合能也得到了改善。

采用了上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：

本发明采用原位生长技术将TiO

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1为本发明制备的紫外长余辉材料和负载二氧化钛的复合光催化剂的扫描电子显微镜的图片。

图2为本发明制备的紫外长余辉材料的余辉发射光谱和负载二氧化钛的复合光催化剂的吸收光谱。

图3为本发明制备的紫外长余辉材料和复合光催化材料的余辉发射光谱。

图4为本发明制备的负载二氧化钛的复合光催化剂的亚甲基蓝降解率曲线。

具体实施方式

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

(实施例1)

本实施例中，负载二氧化钛的复合光催化剂LiLuGeO

该复合光催化剂采用以下制备步骤进行制备：

S1：Bi掺杂的紫外长余辉发光材料的合成

按照化学式LiLuGeO

将上述原料置于玛瑙研钵中加入乙醇研磨10分钟；

将获得的粉末于800℃中预烧2小时；

将预烧后的材料再次研磨，并于1200℃中煅烧5小时；

将研磨后的混合物进行第一次煅烧、冷却及研磨；

以上步骤制得LiLuGeO

S2：复合光催化剂LiLuGeO

在冰浴条件下，一边搅拌，一边将0.5mL的钛酸四钉酯滴加到25mL的乙醇中；

加入5倍二氧化钛当量的LiLuGeO

将1mL的去离子水加入到100mL的丙酮中形成溶液B；

在搅拌条件下，将溶液A缓慢滴入到溶液B中进行反应；

反应2小时后，将混合溶液进行离心，收集下层反应物烘干，烘干温度为80℃；

将烘干后的粉末高温煅烧，煅烧温度为600℃，煅烧时间为4小时；

此时制得负载二氧化钛的复合光催化剂LiLuGeO

为了表征制得负载二氧化钛的复合光催化剂LiLuGeO

图片1为按实施例1制备的长余辉材料和负载二氧化钛的复合光催化剂的扫描电子显微镜图片。与长余辉材料相比，负载二氧化钛的复合光催化剂表面附着了细小的二氧化钛纳米颗粒，表明了复合材料的成功制备。

图片2为按实施例1制备的长余辉材料余辉发射光谱和二氧化钛的吸收光谱。从负载二氧化钛的复合光催化剂的吸收光谱可以看出，长余辉材料所发出的紫外长余辉能够被二氧化钛完美吸收。

图片3为按实施例1制备的长余辉材料和负载二氧化钛的复合光催化剂的余辉发射光谱。相比与长余辉材料的余辉发射光谱，负载二氧化钛的复合光催化剂的余辉发射光谱明显降低，表明长余辉材料所发出的余辉能够被二氧化钛吸收。

图片4为按实施例1制备的负载二氧化钛的复合光催化剂的亚甲基蓝降解实验。在紫外光照射下，亚甲基蓝的浓度会显著降低。更重要的是在紫外灯关闭之后，亚甲基蓝的浓度仍然可以继续降低，表明长余辉材料发出的紫外余辉能够支持二氧化钛产生活性氧降解亚甲基蓝，证明了负载二氧化钛的复合光催化剂的持续催化能力。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。