CN103433016A - 可见光响应的光催化剂Sr4Ti13O30及其制备方法 - Google Patents
可见光响应的光催化剂Sr4Ti13O30及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103433016A CN103433016A CN2013104173965A CN201310417396A CN103433016A CN 103433016 A CN103433016 A CN 103433016A CN 2013104173965 A CN2013104173965 A CN 2013104173965A CN 201310417396 A CN201310417396 A CN 201310417396A CN 103433016 A CN103433016 A CN 103433016A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- titanate
- preparation
- ball
- photochemical catalyst
- raw material
- 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
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 title abstract description 7
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 20
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 13
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 7
- 230000003292 diminished effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 claims description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 claims description 5
- 239000013064 chemical raw material Substances 0.000 claims description 5
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 8
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical group O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 description 6
- STZCRXQWRGQSJD-GEEYTBSJSA-M methyl orange Chemical compound [Na+].C1=CC(N(C)C)=CC=C1\N=N\C1=CC=C(S([O-])(=O)=O)C=C1 STZCRXQWRGQSJD-GEEYTBSJSA-M 0.000 description 4
- 229940012189 methyl orange Drugs 0.000 description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 3
- 229910002367 SrTiO Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003905 agrochemical Substances 0.000 description 2
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000003205 fragrance Substances 0.000 description 2
- 238000010532 solid phase synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 2
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N Acetaminophen Chemical compound CC(=O)NC1=CC=C(O)C=C1 RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001621 bismuth Chemical class 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 239000005297 pyrex Substances 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明公开了一种可见光响应的钛酸盐光催化剂Sr4Ti13O30及其制备方法。该钛酸盐光催化剂的化学组成式为Sr4Ti13O30。本发明还公开了上述材料的制备方法。本发明制备方法简单、成本低，制备的光催化剂具有优良的催化性能，在可见光照射下具有分解有害化学物质的作用，且稳定性好，具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种可见光响应的光催化剂Sr4Ti13O30及其制备方法，属于无机光催化材料领域。
背景技术
随着社会经济的发展, 人们对于能源和生态环境越来越关注, 解决能源短缺和环境污染问题是实现可持续发展、提高人民生活质量和保障国家安全的迫切需要。
从20世纪70年代末期，人们提出了利用光催化剂分解水中和大气中的农药以及恶臭物质等有机物，以及涂有光催化剂的固体表面的自我清洁等应用实例。光催化反应的原理是光催化剂在吸收了高于其带隙能量的光子后，生成了空穴和电子，这些空穴和电子分别进行氧化反应和还原反应，达到分解有害化学物质、有机生物质和杀菌的目的。光催化剂有许多种, 其中最有代表性的是二氧化钛(TiO2)，已经利用二氧化钛对水中和大气中的农药和恶臭物质等有机物进行分解，然而二氧化钛的带隙是3.2eV,只有在比400nm短的紫外线的照射下才能显现出活性，只能在室内或者有紫外灯的地方工作，几乎不能利用可见光，这大大的限制了二氧化钛光催化剂的使用。
考虑到光催化剂在分解有害物质中的实用性，利用太阳光作为光源是不可缺少的。照射向地表的太阳光中波长在500nm附近可见光的强度最大，波长为400nm~750nm的可见光区的能量大约是太阳光总能量的43%，所以为了高效的利用，铋系光催化剂的开发和研究已经取得了一系列重大的成果，三价铋的复合物如BiVO4、Bi2MoO6、Bi2Mo2O9、Bi2Mo3O12和Bi2WO4被报道在可见光下具有良好的吸收。
虽然光催化研究已进行了若干年, 但目前报道的具有可见光响应的光催化剂种类仍很有限，仍存在着光转换效率低、稳定性差和光谱相应范围窄等问题,所以研究和开发新的具有可见光响应的高效光催化剂是非常必要。已有钛酸盐SrTiO3、BaTi4O9的光催化性能的研究报道，但是SrTiO3、BaTi4O9在可见光段不具备光催化性能。我们对钛酸盐Ba4Ti13O30和Sr4Ti13O30、Ba2Ti9O20等进行了可见光段的光催化性能研究，结果发现Sr4Ti13O30具有优异的可见光响应的光催化性能，但Ba4Ti13O30和Ba2Ti9O20却不具有可见光响应的光催化性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有可见光响应的光催化剂Sr4Ti13O30及其制备方法。
本发明涉及的具有可见光响应的钛酸盐光催化剂的化学组成式为: Sr4Ti13O30。
所述钛酸盐的制备方法具体步骤为：
（1）将99.9%分析纯的化学原料SrCO3和TiO2，按Sr4Ti13O30化学式称量配料。
（2）将步骤（1）配好的原料混合，放入球磨罐中，加入氧化锆球和无水乙醇，球磨8小时，混合磨细，取出烘干，过200目筛。
（3）将步骤（2）混合均匀的粉料在1220~1260℃预烧，并保温6小时，自然冷却至室温，然后通过球磨机粉碎手段使粒子直径变小，低于2μm，即得到钛酸盐Sr4Ti13O30粉末。
本发明制备方法简单、成本低，制备的光催化剂具有优良的催化性能, 在可见光照射下具有分解有害化学物质、有机生物质和杀菌的作用。
具体实施方式
下面将对本发明进行具体说明：
1、为了得到本发明中所使用的复合氧化物，首先使用固相合成法制备粉末，即把作为原料的各种氧化物或碳酸盐按照目标组成化学计量比进行混合，再在常压下于空气气氛中合成。
2、为了能够有效利用光，本发明中的光催化剂的尺寸最好在微米级别，甚至是纳米粒子，且比表面积较大。用固相合成法制备的氧化物粉末，其粒子较大而表面积较小，但是可以通过球磨机粉碎手段使粒子直径变小。
3、本发明的光催化实验以甲基橙作为模拟有机污染物，其浓度为20mg/L；钛酸盐光催化剂Sr4Ti13O30的加入量为1g/L；光源使用300W的氙灯，反应槽使用硼硅酸玻璃制成的器皿，通过滤波器得到波长大于420nm长波长的光，然后照射光催化剂；催化时间设定为120分钟。
实施例1：
（1）将99.9%分析纯的化学原料SrCO3和TiO2，按Sr4Ti13O30化学式称量配料。
（2）将步骤（1）配好的原料混合，放入球磨罐中，加入氧化锆球和无水乙醇，球磨8小时，混合磨细，取出烘干，过200目筛。
（3）将步骤（2）混合均匀的粉料在1220℃预烧，并保温6小时，自然冷却至室温，然后通过球磨机粉碎手段使粒子直径变小，低于2μm，即得到钛酸盐Sr4Ti13O30粉末。
所制备的光催化剂，在波长大于420nm的可见光照射下，120分钟对甲基橙去除率达到98.1%。
实施例2：
（1）将99.9%分析纯的化学原料SrCO3和TiO2，按Sr4Ti13O30化学式称量配料。
（2）将步骤（1）配好的原料混合，放入球磨罐中，加入氧化锆球和无水乙醇，球磨8小时，混合磨细，取出烘干，过200目筛。
（3）将步骤（2）混合均匀的粉料在1240℃预烧，并保温6小时，自然冷却至室温，然后通过球磨机粉碎手段使粒子直径变小，低于2μm，即得到钛酸盐Sr4Ti13O30粉末。
所制备的光催化剂，在波长大于420nm的可见光照射下，120分钟对甲基橙去除率达到98.4%。
实施例3：
（1）将99.9%分析纯的化学原料SrCO3和TiO2，按Sr4Ti13O30化学式称量配料。
（2）将步骤（1）配好的原料混合，放入球磨罐中，加入氧化锆球和无水乙醇，球磨8小时，混合磨细，取出烘干，过200目筛。
（3）将步骤（2）混合均匀的粉料在1260℃预烧，并保温6小时，自然冷却至室温，然后通过球磨机粉碎手段使粒子直径变小，低于2μm，即得到钛酸盐Sr4Ti13O30粉末。
所制备的光催化剂，在波长大于420nm的可见光照射下，120min对甲基橙去除率达到98.0%。
本发明决不限于以上实施例。各温度的上下限、区间取值都能实现本发明，在此不一一列举实施例。
以上发明实施例所制的光催化剂粉末可负载于多种基体表面上。基体可以是玻璃、陶瓷、活性炭或石英砂等，光催化剂可以以薄膜的形式负载于基体表面。
Claims (1)
1.一种钛酸盐作为可见光响应的光催化剂的应用，其特征在于所述钛酸盐的化学组成式为：Sr4Ti13O30；
所述钛酸盐的制备方法具体步骤为：
（1）将99.9%分析纯的化学原料SrCO3和TiO2，按Sr4Ti13O30化学式称量配料；
（2）将步骤（1）配好的原料混合，放入球磨罐中，加入氧化锆球和无水乙醇，球磨8小时，混合磨细，取出烘干，过200目筛；
（3）将步骤（2）混合均匀的粉料在1220~1260℃预烧，并保温6小时，自然冷却至室温，然后通过球磨机粉碎手段使粒子直径变小，低于2μm，即得到钛酸盐Sr4Ti13O30粉末。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310417396.5A CN103433016B (zh) | 2013-09-13 | 2013-09-13 | 可见光响应的光催化剂Sr4Ti13O30及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310417396.5A CN103433016B (zh) | 2013-09-13 | 2013-09-13 | 可见光响应的光催化剂Sr4Ti13O30及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103433016A true CN103433016A (zh) | 2013-12-11 |
| CN103433016B CN103433016B (zh) | 2015-04-15 |
Family
ID=49686785
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310417396.5A Expired - Fee Related CN103433016B (zh) | 2013-09-13 | 2013-09-13 | 可见光响应的光催化剂Sr4Ti13O30及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103433016B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107159179A (zh) * | 2017-03-03 | 2017-09-15 | 信阳师范学院 | 一种用于降解抗生素污染物的催化剂 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101757910A (zh) * | 2010-01-02 | 2010-06-30 | 桂林理工大学 | 可见光响应的复合氧化物光催化剂Ba4Li2W2O11及制备方法 |
| US20130065065A1 (en) * | 2010-04-13 | 2013-03-14 | Tomohiko Nakajima | Oriented Perovskite Oxide Thin Film |
| CN103157456A (zh) * | 2013-04-17 | 2013-06-19 | 桂林理工大学 | 钛酸盐光催化剂Sr4-xCaxTi3O10及其制备方法 |
-
2013
- 2013-09-13 CN CN201310417396.5A patent/CN103433016B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101757910A (zh) * | 2010-01-02 | 2010-06-30 | 桂林理工大学 | 可见光响应的复合氧化物光催化剂Ba4Li2W2O11及制备方法 |
| US20130065065A1 (en) * | 2010-04-13 | 2013-03-14 | Tomohiko Nakajima | Oriented Perovskite Oxide Thin Film |
| CN103157456A (zh) * | 2013-04-17 | 2013-06-19 | 桂林理工大学 | 钛酸盐光催化剂Sr4-xCaxTi3O10及其制备方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107159179A (zh) * | 2017-03-03 | 2017-09-15 | 信阳师范学院 | 一种用于降解抗生素污染物的催化剂 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103433016B (zh) | 2015-04-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103521212A (zh) | 可见光响应的光催化剂Sm2LiVO6及其制备方法 | |
| CN103433049A (zh) | 可见光响应的光催化剂CaCuV2O7及其制备方法 | |
| CN103495411A (zh) | 可见光响应的光催化剂Sr2Bi3V3O14及其制备方法 | |
| CN103495412A (zh) | 可见光响应的光催化剂SrBi3VO8及其制备方法 | |
| CN103521213A (zh) | 可见光响应的光催化剂LiLaV2O7及其制备方法 | |
| CN103480364A (zh) | 可见光响应的光催化剂La7Nb3W4O30及其制备方法 | |
| CN103433048A (zh) | 可见光响应的光催化剂Cu3Nb2O8及其制备方法 | |
| CN103551163A (zh) | 可见光响应的光催化剂Bi2Fe2W3O15及其制备方法 | |
| CN103480363A (zh) | 可见光响应的光催化剂SrLa6W10O40及其制备方法 | |
| CN103464167A (zh) | 可见光响应的铌酸盐复合氧化物光催化剂KCuNb3O9及其制备方法 | |
| CN103433052A (zh) | 可见光响应的光催化剂Ba2WCuO6及其制备方法 | |
| CN103433045A (zh) | 可见光响应的光催化剂Sr2CuO3及其制备方法 | |
| CN103877967A (zh) | 可见光响应的光催化剂Li3Nb3Bi2O12及其制备方法 | |
| CN103480392A (zh) | 可见光响应的光催化剂FeLaW3O12及其制备方法 | |
| CN103418389A (zh) | 可见光响应的光催化剂BaFe4Ti2O11及其制备方法 | |
| CN103464143A (zh) | 可见光响应的光催化剂Bi6Ti5WO22及其制备方法 | |
| CN103316666A (zh) | 可见光响应的光催化剂Ba3Ti2V4O17及其制备方法 | |
| CN103433029A (zh) | 可见光响应的光催化剂Ba9Nb2W4O26及其制备方法 | |
| CN103316665A (zh) | 可见光响应的光催化剂Ba3TiV4O15及其制备方法 | |
| CN103418370B (zh) | 可见光响应的光催化剂Ca3WO6及其制备方法 | |
| CN103521231A (zh) | 可见光响应的光催化剂Ba25Cu18Zn4O47及其制备方法 | |
| CN103418366A (zh) | 可见光响应的光催化剂Ba3Zn7Ti12O34及其制备方法 | |
| CN103316668A (zh) | 可见光响应的光催化剂Ba3MoTiO8及其制备方法 | |
| CN103480383A (zh) | 可见光响应的光催化剂Sr2CuBi2O6及其制备方法 | |
| CN103480361A (zh) | 可见光响应的光催化剂K2MoV2O9及其制备方法 |
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 | ||
| CP02 | Change in the address of a patent holder | ||
| CP02 | Change in the address of a patent holder |
Address after: 541001 the Guangxi Zhuang Autonomous Region Sizhou Diecai District of Guilin City Bay Garden No. 3-5-2 Patentee after: Guilin University of Technology Address before: 541004 the Guangxi Zhuang Autonomous Region Guilin Construction Road No. 12 Patentee before: Guilin University of Technology |
|
| CP02 | Change in the address of a patent holder |
Address after: No. 12, Jian Gong Road, Guilin, the Guangxi Zhuang Autonomous Region Patentee after: Guilin University of Technology Address before: 541001 3-5-2, Si Zhou Wan garden, Diecai District, Guilin, the Guangxi Zhuang Autonomous Region. Patentee before: Guilin University of Technology |
|
| CP02 | Change in the address of a patent holder | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20201125 Address after: Room 301, floor 3, 1-10, block B, Xingyu cultural and Creative Industry Park, 888 Donghai Avenue, Bengbu City, Anhui Province Patentee after: Anhui Shangqian science and Technology Information Consulting Co.,Ltd. Address before: Room 301, building 2, No. 40, xiayuangang East Street, Yuangang village, Tianhe District, Guangzhou City, Guangdong Province (office only) Patentee before: Guangzhou Boyi Intellectual Property Operation Co.,Ltd. Effective date of registration: 20201125 Address after: Room 301, building 2, No. 40, xiayuangang East Street, Yuangang village, Tianhe District, Guangzhou City, Guangdong Province (office only) Patentee after: Guangzhou Boyi Intellectual Property Operation Co.,Ltd. Address before: 541004 the Guangxi Zhuang Autonomous Region Guilin Construction Road No. 12 Patentee before: GUILIN University OF TECHNOLOGY |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150415 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |