CN101234344B - 具有可见光催化活性的复合光催化材料的制备方法 - Google Patents
具有可见光催化活性的复合光催化材料的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101234344B CN101234344B CN2008100448987A CN200810044898A CN101234344B CN 101234344 B CN101234344 B CN 101234344B CN 2008100448987 A CN2008100448987 A CN 2008100448987A CN 200810044898 A CN200810044898 A CN 200810044898A CN 101234344 B CN101234344 B CN 101234344B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- visible light
- preparation
- photocatalyst material
- composite photocatalyst
- thiophene
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Catalysts (AREA)
Abstract
一种具有可见光催化活性的复合光催化材料的制备方法,其特点是将1-10份干燥的二氧化钛粒子,30-300份的氯仿加入带有干燥管的单颈烧瓶中,经充分分散后,加入0.01-0.05份噻吩及其衍生物类单体,磁力搅拌30-60分钟,再加入0.1-5份无水三氯化铁,冰浴下反应4-8小时,经过滤后得到黑色固体产物,用甲醇洗涤至甲醇无色,然后在常温下真空干燥,获得复合光催化材料;采用本发明方法制备得到的复合光催化材料能吸收可见光,在可见光照射下具有光催化活性,能有效降解四类污染物:甲基橙、苯酚、甲醛和苯。
Description
一、技术领域
本发明涉及一种在可见光照射下具有高催化活性的复合光催化材料的制备方法。
二、背景技术
自1972年Fujishima和Honda在n-型二氧化钛半导体电极上发现水的光电催化分解作用以来,二氧化钛受到人们的广泛关注。1976年Garey用二氧化钛光催化剂脱除了多氯联苯中的氯,1977年Frank光催化氧化CN-为OCN-,依据光激发半导体产生光生电子和空穴分离的原理来分解和矿化有机污染物,即光催化技术在环保方面的应用研究开始启动。光催化降解是一种新的处理污染物的方法,该方法具有以下优点:(1)完全矿化污染物,最终产物无毒(如CO2和H2O);(2)低能耗;(3)在室温和常压下即可进行。由于具有无毒、生物和化学惰性、光稳定性等特点,锐钛型二氧化钛作为光催化材料显示出广阔的应用前景。
但是锐钛型二氧化钛作为光催化剂有它自身的缺陷性。首先,二氧化钛的光生电子-空穴极易复合,导致光量子效率降低;其次,二氧化钛的粉体在有机基体中的分散差,易团聚,使用范围受到限制;另外,二氧化钛的禁带宽度为3.2ev,对应的激发波长在387nm,属于紫外光区,而实际到达地表的太阳辐射能量集中于460~500nm波长范围,紫外成分(200~400nm)不足5%,从利用太阳能的角度出发,最经济实用的光催化剂应该能利用太阳光中丰富的可见光部分来替代昂贵的人工光源。因此,如何高效地利用自然光进行光催化反应,开发能够被可见光激发的光催化剂正日益引起人们的兴趣。近年来,人们研究了多种方法来解决以上问题,主要包括贵金属沉积,离子搀杂,半导体耦合和染料光敏化;这些方法一定程度上提高了二氧化钛的光催化活性,扩大了二氧化钛光响应范围,但并没有解决因形态的缺陷而带来的在有机介质中的应用和加工成型的困难。
三、发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种原位合成具有可见光催化活性的复合光催化材料制备方法。
本发明的目的由以下技术措施实现,其中所述原料份数除特殊说明外,均为重量份数。
一种具有可见光催化活性的复合光催化材料的制备方法:首先将在100-120℃下干燥2-5小时的二氧化钛粒子1-10份,氯仿30-300份加入带有干燥管的单颈烧瓶中,经超声波充分分散后,加入0.01-0.05份噻吩及其衍生物单体,磁力搅拌30-60分钟,再加入0.1-5份无水三氯化铁,冰浴下反应4-8小时,经过滤后得到黑色固体产物,用甲醇洗涤至甲醇无色,然后在常温下真空干燥,获得具有可见光催化活性的复合光催化材料。
所述的噻吩及其衍生物为噻吩、3-辛基噻吩或3-己基噻吩中的一种或多种;
所述二氧化钛粒子是锐钛型的和纳米级的;
所述二氧化钛粒子的分散方法为超声波分散;
所述复合粒子适用的有效可见光波长范围为400-800nm;
所述复合粒子在可见光照射下能有效降解四类污染物:甲基橙、苯酚、甲醛和苯。
本发明具有如下优点:
1.复合光催化材料能吸收可见光,在可见光(400-800nm)照射下具有光催化活性,提高了催化剂对太阳光能源的利用效率,对光催化材料的实际应用和开发具有深远意义。
2.通过在无机粒子表面包裹上有机聚合物实现了无机物与有机物之间的结构与功能互补,可克服无机光催化剂在有机介质中易团聚的缺点,提高光催化剂的应用范围。
3.复合光催化材料的制备方法简单、快速、易行;利用本方法还可以制备其它无机氧化物粒子(如 MgO,ZnO,SiO2,Al2O3,Fe2O3等)与共轭聚合物(如聚噻吩,聚吡咯等)功能复合材料。
四、附图说明
图1为二氧化钛与聚噻吩/二氧化钛复合材料的红外光谱。结果显示,聚噻吩/二氧化钛复合材料的红外光谱在2800~3100cm-1范围内的吸收峰和787.84cm-1,470.33cm-1处的吸收峰分别为芳环上的C-H伸缩振动吸收峰,2,5取代聚噻吩环上β位的C-H面外弯曲振动吸收峰及Ti-O-Ti的吸收峰。即在聚噻吩/二氧化钛复合材料的红外光谱上不仅有聚噻吩的特征峰还有二氧化钛的特征峰,说明该复合粒子确为二氧化钛与聚噻吩的复合物。
图2为二氧化钛与聚噻吩/二氧化钛复合材料的紫外-可见漫反射光谱图。结果显示,二氧化钛反射了90%以上的可见光,而聚噻吩/二氧化钛复合材料对可见光的反射率却很低,即,聚噻吩/二氧化钛复合材料不但能够吸收紫外光,而且能够吸收可见光,复合粒子光催化降解污染物的反应能被可见光激发。
图3为二氧化钛、聚噻吩及聚噻吩/二氧化钛复合材料在可见光照射下光催化降解苯酚溶液的实验结果。结果显示,在可见光照射下,聚噻吩/二氧化钛复合材料对苯酚的降解率远远高于二氧化钛和聚噻吩对苯酚的降解率。
五、具体实施例
下面通过实施例对本发明进行具体描述,有必要在此指出的是本实施例只用于对本发明进行进一步说明,不能理解为对本发明保护范围的限制,该领域的技术熟练人员可以根据上述发明的内容作出一些非本质的改进和调整。
实施例1:
将在120℃下干燥2小时的二氧化钛粒子2份,氯仿50份加入带有干燥管的单颈烧瓶中,经超声波充分分散后,加入0.03份噻吩及其衍生物单体,磁力搅拌40分钟,再加入1份无水三氯化铁,冰浴下反应6小 时,经过滤后得到黑色固体产物,用甲醇洗涤至甲醇无色,然后在常温下真空干燥,获得具有可见光催化活性的复合光催化材料。
实施例2:
将在110℃下干燥3小时的二氧化钛粒子4份,氯仿100份加入带有干燥管的单颈烧瓶中,经超声波充分分散后,加入0.04份噻吩及其衍生物单体,磁力搅拌60分钟,再加入2份无水三氯化铁,冰浴下反应8小时,经过滤后得到黑色固体产物,用甲醇洗涤至甲醇无色,然后在常温下真空干燥,获得具有可见光催化活性的复合光催化材料。
实施例3:
将在100℃下干燥5小时的二氧化钛粒子8份,氯仿200份加入带有干燥管的单颈烧瓶中,经超声波充分分散后,加入0.02份噻吩及其衍生物单体,磁力搅拌30分钟,再加入0.5份无水三氯化铁,冰浴下反应4小时,经过滤后得到黑色固体产物,用甲醇洗涤至甲醇无色,然后在常温下真空干燥,获得具有可见光催化活性的复合光催化材料。
Claims (6)
1.一种具有可见光催化活性的复合光催化材料的制备方法,其特征在于:首先将在100-120℃下干燥2-5小时的二氧化钛粒子1-10份,氯仿30-300份加入带有干燥管的单颈烧瓶中,经充分分散后,加入0.01-0.05份噻吩及其衍生物类单体,磁力搅拌30-60分钟,再加入0.1-5份无水三氯化铁,冰浴下反应4-8小时,经过滤后得到黑色固体产物,用甲醇洗涤至甲醇无色,然后在常温下真空干燥,获得复合光催化材料;该复合材料能吸收可见光,在可见光照射下具有光催化活性,能有效降解有机污染物。
2.如权利要求1所述的一种具有可见光催化活性的复合光催化材料的制备方法,其特征在于:噻吩及其衍生物类单体为噻吩、3-辛基噻吩或3-己基噻吩中的一种或多种。
3.如权利要求1所述一种具有可见光催化活性的复合光催化材料的制备方法,其特征在于:二氧化钛粒子是锐钛型的和纳米级的。
4.如权利要求1所述一种具有可见光催化活性的复合光催化材料的制备方法,其特征在于:二氧化钛粒子的分散方法为超声波分散。
5.根据权利要求书1所述方法制备的复合光催化材料的应用,其特征在于:该复合粒子适用的有效可见光波长范围为400-800nm。
6.根据权利要求书1所述方法制备的复合光催化材料的应用,其特征在于:该复合粒子在可见光照射下能有效降解四类污染物:甲基橙、苯酚、甲醛和苯。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2008100448987A CN101234344B (zh) | 2008-03-06 | 2008-03-06 | 具有可见光催化活性的复合光催化材料的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2008100448987A CN101234344B (zh) | 2008-03-06 | 2008-03-06 | 具有可见光催化活性的复合光催化材料的制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101234344A CN101234344A (zh) | 2008-08-06 |
CN101234344B true CN101234344B (zh) | 2011-02-02 |
Family
ID=39918401
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2008100448987A Expired - Fee Related CN101234344B (zh) | 2008-03-06 | 2008-03-06 | 具有可见光催化活性的复合光催化材料的制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN101234344B (zh) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102616861A (zh) * | 2011-01-28 | 2012-08-01 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 三氧化二铁微纳米多孔球及其制备方法和用途 |
CN102302955B (zh) * | 2011-06-22 | 2013-01-02 | 南京大学 | 一种漂浮型聚吡咯-TiO2/漂珠光催化剂、其制备方法及应用 |
CN102794164A (zh) * | 2012-07-19 | 2012-11-28 | 湖南先科环保有限公司 | 磁性掺杂纳米二氧化钛制备方法 |
CN103041866B (zh) * | 2013-01-18 | 2015-08-12 | 绍兴文理学院 | 二氧化钛-介孔聚合物纳米多孔复合可见光催化材料的制备方法 |
CN104857994B (zh) * | 2015-05-05 | 2017-10-10 | 天津师范大学 | 一种新型结构的光催化氧化物纳晶薄膜及其制备方法与应用 |
CN105013541B (zh) * | 2015-06-05 | 2017-06-16 | 江苏理工学院 | 具有光催化活性的聚合物基光催化材料的制备方法及其应用 |
CN105126906B (zh) * | 2015-07-23 | 2017-11-03 | 安徽理工大学 | 一种非金属可见光光催化剂及其制备方法 |
CN111213675A (zh) * | 2020-02-24 | 2020-06-02 | 安徽大学 | 一种水溶性共轭聚噻吩/二硫化钼复合光催化杀菌剂及其制备方法与应用 |
-
2008
- 2008-03-06 CN CN2008100448987A patent/CN101234344B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101234344A (zh) | 2008-08-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101234344B (zh) | 具有可见光催化活性的复合光催化材料的制备方法 | |
Ijaz et al. | Titanium dioxide nanostructures as efficient photocatalyst: Progress, challenges and perspective | |
CN101791565B (zh) | 一种TiO2@石墨相氮化碳异质结复合光催化剂及其制备方法 | |
CN103599800B (zh) | 玻璃纤维负载银-溴化银-氧化钛复合材料的制备方法 | |
CN100404127C (zh) | 人工抗体型复合光催化剂及其制备方法 | |
CN103316703B (zh) | 一种高效近红外光复合光催化剂及其制备方法 | |
CN101890350B (zh) | Fe3+掺杂TiO2空心球催化剂的制备方法及其应用 | |
CN102631949B (zh) | 掺杂改性的可见光响应二氧化钛光催化剂及其制法和用途 | |
CN102489293B (zh) | 一种二氧化锡/钨酸铋复合光催化剂的制备方法 | |
CN101905153B (zh) | ZnO掺杂TiO2复合空心球的制备方法及其应用 | |
CN107583654A (zh) | 具有吸附光催化协同作用的纳米多孔微球的制备方法 | |
CN107159264A (zh) | 一种高效全光谱响应CuS/石墨烯复合光催化剂及其制备方法 | |
CN104607214B (zh) | 一种可见光响应的AgBr/TiO2催化剂的制备方法 | |
CN101885603B (zh) | 具有远红外及光催化功能的陶瓷颗粒及其制作方法 | |
CN108940332A (zh) | 一种高活性MoS2/g-C3N4/Bi24O31Cl10复合光催化剂的制备方法 | |
CN102600865A (zh) | 用于降解有机染料废水污染物的光催化剂及其制备方法 | |
CN109201029B (zh) | 一种高效多孔复合光催化材料的制备方法 | |
CN100594976C (zh) | 纳米二氧化钛光催化室内净化剂的制备方法 | |
CN109985615B (zh) | 一种高活性有机染料降级光催化剂锌镁复合氧化物的制备方法 | |
CN109046306B (zh) | 一种可见光响应的复合光催化膜的制备方法 | |
CN107519852A (zh) | 一种常温制备高效纳米二氧化钛光催化剂的方法 | |
CN103551163A (zh) | 可见光响应的光催化剂Bi2Fe2W3O15及其制备方法 | |
CN103447019A (zh) | 一种具备高可见光活性的负载型TiO2光催化材料及其制备方法 | |
CN102416338B (zh) | 一种具有拨浪鼓结构的共掺杂氧化钛多孔微球及其制备方法 | |
CN108554427A (zh) | 一种In2O3/BiOI半导体复合光催化剂及其制备方法和用途 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C17 | Cessation of patent right | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20110202 Termination date: 20140306 |