CN101574653A - 一种具有可见光响应的钛酸铋光催化材料及其制备方法 - Google Patents
一种具有可见光响应的钛酸铋光催化材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101574653A CN101574653A CNA2009100163332A CN200910016333A CN101574653A CN 101574653 A CN101574653 A CN 101574653A CN A2009100163332 A CNA2009100163332 A CN A2009100163332A CN 200910016333 A CN200910016333 A CN 200910016333A CN 101574653 A CN101574653 A CN 101574653A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- preparation
- visible light
- tio
- bismuth titanate
- platinum crucible
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明公开了一种具有可见光响应的钛酸铋光催化材料,该材料是化学式为Bi20TiO32的纯相材料,并通过原料的配制、加热反应、淬火冷却步骤制得,该种材料光催化活性好,具有成本低、催化剂可回收利用,方法简单,易于大规模生产等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种光催化材料,特别涉及一种具有可见光响应的钛酸铋光催化材料及其制备方法,属于半导体材料技术领域。
背景技术
随着人类社会的发展,对环境的要求越来越高,而环境污染是人们亟需解决的问题。自从1972年Fujishima和Honda在TiO2电极上光照下裂解出氢气和氧气以来,半导体光催化材料在能源开发和环境治理方面引起了科学工作者的广泛兴趣。在这些半导体催化材料中,TiO2具有无毒、价格较低以及稳定性好等优而成为最为广泛应用光催化材料。然而,由于TiO2具有较宽的带隙(锐钛矿相带隙为3.2eV,金红石相带隙是3.0eV),其只能吸收只占太阳光谱中的4%左右的紫外波段,而对占据太阳光谱中较大比例的可见光区域(约占43%)无响应,这就限制了其对太阳光的实际应用。因此,寻找具有可见光响应的光催化材料是非常重要的。
近年来,铋系材料引起了人们的广泛注意。其价带是由Bi 6s轨道和O 2p轨道杂化而成,从而提高了价带的位置使半导体的禁带宽度减小而具有可见光吸收。另外,由于Bi 6s轨道较大的分散型特征,使得杂化价带的分散型大大增加,从而提高了光生载流子的传输能力。钛酸铋材料属于复杂体系,包括Bi2Ti2O7、Bi2Ti4O11、Bi4Ti3O12、Bi12TiO20以及Bi20TiO32等不同相,近年来在铁电材料、介电材料、传感器、电容器和光折射材料等方面有着广泛的应用。Bi2Ti2O7、Bi4Ti3O12和Bi12TiO20在光催化方面的性质也有报道。钛酸铋材料光催化性能的不同在于它们具有不同的晶相结构和电子结构。目前,含Bi20TiO32钛酸铋光催化材料主要为非纯相的,由于Bi20TiO32材料的亚稳定性,目前还没有关于制备出纯相Bi20TiO32光催化材料的报道。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足,而提供一种具有可见光响应的钛酸铋光催化材料,该种材料光催化活性好,具有成本低、催化剂可回收利用,方法简单,易于大规模生产等优点。
本发明的另一目的是提供该种具有可见光响应的钛酸铋光催化材料的制备方法。
本发明解决技术问题所采取的技术方案为:
一种具有可见光响应的钛酸铋光催化材料,其特征在于,该材料是化学式为Bi20TiO32的纯相材料。
所述的具有可见光响应的钛酸铋光催化材料的制备方法,包括以下步骤:
1)原料的配制:称取分析纯级的TiO2和Bi2O3作为原料,按照TiO2与Bi2O3的摩尔比为1∶20进行配料,将所配原料放入混料机中混匀,混料机转速200-250转/分钟,混料时间2-2.5小时;
2)加热反应:将步骤1)得到的混合物置于铂坩埚中,再将铂坩埚放入提前预热至900-1100℃的马弗炉中,反应2-4分钟;
3)淬火冷却:将反应后的铂坩埚取出迅速放入冷水中淬火,将获得的样品在玛瑙研钵中研细。
所述的具有可见光响应的钛酸铋光催化材料的制备方法,其中步骤2)中所述的马弗炉的预热温度优选1000℃,所述的反应时间优选3分钟。
本发明所述的具有可见光响应的钛酸铋光催化材料,通过X射线衍射测量,结果如附图1,本发明所制备的材料的图谱与Bi20TiO32纯相材料的标准图谱一致,可知所制备的材料为Bi20TiO32纯相材料。
本发明的有益效果为:所述的具有可见光响应的钛酸铋光催化材料,用滤掉400nm以下紫外光的300W高压氙灯照射含有Bi20TiO32的C14H14N3NaO3S(简称MO)溶液(每0.1克Bi20TiO32加入100mlMO溶液,MO浓度为20mg/100ml水),180分钟可将MO降解75%,表明该材料对可见光有响应。同时该材料的制备工艺简单,成本低,设备简单易操作,且Bi20TiO32可通过过滤回收再利用,有利于环境保护,在工业生产方面的应用很有潜力。
附图说明
图1为本发明材料的XRD图谱;其中下面的谱为标准图谱,上面的谱为本发明所制备材料样品的图谱。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明。
实施例1
具有可见光响应的钛酸铋光催化材料的制备:
1)原料的配制:称取分析纯级的TiO2和Bi2O3作为原料,按照TiO2与Bi2O3的摩尔比为1∶20进行配料,将所配原料放入混料机中混匀,混料机转速200转/分钟,混料时间2小时;
2)加热反应:将步骤1)得到的混合物置于铂坩埚中,再将铂坩埚放入提前预热至900℃的马弗炉中,反应2分钟;
3)淬火冷却:将反应后的铂坩埚取出迅速放入冷水中淬火,将获得的样品在玛瑙研钵中研细。
实施例2
具有可见光响应的钛酸铋光催化材料的制备:
1)原料的配制:称取分析纯级的TiO2和Bi2O3作为原料,按照TiO2与Bi2O3的摩尔比为1∶20进行配料,将所配原料放入混料机中混匀,混料机转速200转/分钟,混料时间2小时;
2)加热反应:将步骤1)得到的混合物置于铂坩埚中,再将铂坩埚放入提前预热至900℃的马弗炉中,反应3分钟;
3)淬火冷却:将反应后的铂坩埚取出迅速放入冷水中淬火,将获得的样品在玛瑙研钵中研细。
实施例3
具有可见光响应的钛酸铋光催化材料的制备:
1)原料的配制:称取分析纯级的TiO2和Bi2O3作为原料,按照TiO2与Bi2O3的摩尔比为1∶20进行配料,将所配原料放入混料机中混匀,混料机转速200转/分钟,混料时间2小时;
2)加热反应:将步骤1)得到的混合物置于铂坩埚中,再将铂坩埚放入提前预热至1000℃的马弗炉中,反应3分钟;
3)淬火冷却:将反应后的铂坩埚取出迅速放入冷水中淬火,将获得的样品在玛瑙研钵中研细。
实施例4
具有可见光响应的钛酸铋光催化材料的制备:
1)原料的配制:称取分析纯级的TiO2和Bi2O3作为原料,按照TiO2与Bi2O3的摩尔比为1∶20进行配料,将所配原料放入混料机中混匀,混料机转速200转/分钟,混料时间2小时;
2)加热反应:将步骤1)得到的混合物置于铂坩埚中,再将铂坩埚放入提前预热至1100℃的马弗炉中,反应4分钟;
3)淬火冷却:将反应后的铂坩埚取出迅速放入冷水中淬火,将获得的样品在玛瑙研钵中研细。
Claims (3)
1、一种具有可见光响应的钛酸铋光催化材料,其特征在于,该材料是化学式为Bi20TiO32的纯相材料。
2、按照权利要求1所述的一种具有可见光响应的钛酸铋光催化材料的制备方法,其特征是,包括以下步骤:
1)原料的配制:称取分析纯级的TiO2和Bi2O3作为原料,按照TiO2与Bi2O3的摩尔比为1∶20进行配料,将所配原料放入混料机中混匀,混料机转速200-250转/分钟,混料时间2-2.5小时;
2)加热反应:将步骤1)得到的混合物置于铂坩埚中,再将铂坩埚放入提前预热至900-1100℃的马弗炉中,反应2-4分钟;
3)淬火冷却:将反应后的铂坩埚取出迅速放入冷水中淬火,将获得的样品在玛瑙研钵中研细。
3、按照权利要求2所述的一种具有可见光响应的钛酸铋光催化材料的制备方法,其特征是,步骤2)中所述的马弗炉的预热温度为1000℃,所述的反应时间为3分钟。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2009100163332A CN101574653B (zh) | 2009-06-11 | 2009-06-11 | 一种具有可见光响应的钛酸铋光催化材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2009100163332A CN101574653B (zh) | 2009-06-11 | 2009-06-11 | 一种具有可见光响应的钛酸铋光催化材料及其制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101574653A true CN101574653A (zh) | 2009-11-11 |
CN101574653B CN101574653B (zh) | 2012-05-23 |
Family
ID=41269802
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2009100163332A Expired - Fee Related CN101574653B (zh) | 2009-06-11 | 2009-06-11 | 一种具有可见光响应的钛酸铋光催化材料及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN101574653B (zh) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101862649A (zh) * | 2010-03-23 | 2010-10-20 | 中南民族大学 | 一种单相钛酸铋纳米材料的制备方法和应用 |
CN103240072A (zh) * | 2013-05-29 | 2013-08-14 | 山东大学 | 一种核壳结构纳米带光催化剂及其制备方法 |
CN103272652A (zh) * | 2013-05-02 | 2013-09-04 | 华南师范大学 | 纳米花状可见光催化剂B12TiO20的制备方法 |
CN104324713A (zh) * | 2014-11-20 | 2015-02-04 | 熊菊莲 | 一种石墨烯-钛酸铋复合材料的光催化剂 |
CN104549216A (zh) * | 2015-02-10 | 2015-04-29 | 合肥工业大学 | 一种具有微纳结构的Bi4Ti3O12光催化剂及其制备方法和用途 |
CN106040225A (zh) * | 2016-05-24 | 2016-10-26 | 沈阳理工大学 | 一种薄层状钛酸铋材料及其制备方法 |
CN106698794A (zh) * | 2017-01-24 | 2017-05-24 | 福州大学 | 一种垃圾渗滤液除臭浓缩的方法 |
CN107586473A (zh) * | 2017-10-24 | 2018-01-16 | 江苏华夏制漆科技有限公司 | 一种以钛酸铋作为光催化剂的涂料及其制备方法 |
-
2009
- 2009-06-11 CN CN2009100163332A patent/CN101574653B/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101862649A (zh) * | 2010-03-23 | 2010-10-20 | 中南民族大学 | 一种单相钛酸铋纳米材料的制备方法和应用 |
CN103272652A (zh) * | 2013-05-02 | 2013-09-04 | 华南师范大学 | 纳米花状可见光催化剂B12TiO20的制备方法 |
CN103272652B (zh) * | 2013-05-02 | 2014-12-17 | 华南师范大学 | 纳米花状可见光催化剂Bi12TiO20的制备方法 |
CN103240072A (zh) * | 2013-05-29 | 2013-08-14 | 山东大学 | 一种核壳结构纳米带光催化剂及其制备方法 |
CN103240072B (zh) * | 2013-05-29 | 2014-10-22 | 山东大学 | 一种核壳结构纳米带光催化剂及其制备方法 |
CN104324713A (zh) * | 2014-11-20 | 2015-02-04 | 熊菊莲 | 一种石墨烯-钛酸铋复合材料的光催化剂 |
CN104549216A (zh) * | 2015-02-10 | 2015-04-29 | 合肥工业大学 | 一种具有微纳结构的Bi4Ti3O12光催化剂及其制备方法和用途 |
CN106040225A (zh) * | 2016-05-24 | 2016-10-26 | 沈阳理工大学 | 一种薄层状钛酸铋材料及其制备方法 |
CN106698794A (zh) * | 2017-01-24 | 2017-05-24 | 福州大学 | 一种垃圾渗滤液除臭浓缩的方法 |
CN107586473A (zh) * | 2017-10-24 | 2018-01-16 | 江苏华夏制漆科技有限公司 | 一种以钛酸铋作为光催化剂的涂料及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101574653B (zh) | 2012-05-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101574653B (zh) | 一种具有可见光响应的钛酸铋光催化材料及其制备方法 | |
CN101254463B (zh) | 一种可见光催化剂Bi2MoO6的合成方法 | |
CN102949991B (zh) | 一种溶胶-凝胶法制备具有光催化性能的BiVO4薄膜的方法 | |
Zhang et al. | A facile approach to build Bi2O2CO3/PCN nanohybrid photocatalysts for gaseous acetaldehyde efficient removal | |
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 | |
Zhang et al. | In situ hydrothermal preparation and photocatalytic desulfurization performance of metallophthalocyanine sensitized SnO2 | |
CN104001519B (zh) | 一种室温固相一步法制备Cu2O/Bi2O3纳米复合光催化剂的方法 | |
CN101214441B (zh) | 一种钛铋铁系光催化剂的制备方法 | |
CN101279275A (zh) | 纳米银/氯化银可见光光催化材料及其制备方法 | |
CN1257013C (zh) | 掺氮二氧化钛光催化剂的制备方法 | |
CN103055839A (zh) | 锂基岩盐结构复合氧化物光催化剂Li2TiO3及其制备方法 | |
CN101791564B (zh) | 一种高活性的TiO2基光催化剂及其制备方法 | |
Gu et al. | Revealing the role of oxygen vacancies in bimetallic CdBiO2Br ultrathin nanosheets for boosting visible-light photocatalytic activity | |
CN107497458A (zh) | 一种氟碲酸铋光催化材料、制备方法及其应用 | |
CN110240197B (zh) | 超薄纳米片自组装的多层次BiOCl微球及其在光催化偶联苄胺到亚胺的应用 | |
CN101507921B (zh) | 碳掺杂五氧化二铌纳米结构可见光光催化剂及其非水体系低温制备 | |
CN106964352A (zh) | 新型光催化材料TiO2@Fe2O3、SrTiO3@Fe2O3的制备及应用 | |
CN100566826C (zh) | 一种钛铁矿精矿湿化学法制备光催化材料的方法 | |
CN105562039A (zh) | 一种碲酸钛光催化剂、制备方法及其应用 | |
CN102716742A (zh) | 一种用于印染废水处理的可见光降解剂及其制备方法 | |
CN107812519A (zh) | 一种粉末催化材料、含SiO2气凝胶复合多孔纳米催化材料的制备及应用 | |
CN101584985B (zh) | Ca-Bi-O系可见光光催化材料及其制备方法 | |
CN111892086A (zh) | 光吸收材料及其制备方法 | |
CN109772419B (zh) | 在限域空间构筑氮化碳基超薄纳米片复合材料的制备方法 | |
CN102266766A (zh) | 一种微波辅助制备高效可见光催化材料的方法 |
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 | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120523 Termination date: 20150611 |
|
EXPY | Termination of patent right or utility model |