CN105664905A - 氢氧化锶/碳酸锶复合材料作为可见光催化活性材料的运用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了氢氧化锶/碳酸锶复合材料作为可见光催化活性材料的运用。其中,氢氧化锶/碳酸锶复合材料具体由以下步骤制得:1)取氯化锶与氢氧化钠反应,控制两者摩尔比为1-3:2,得到氢氧化锶沉淀;2)清洗步骤1)所得沉淀,然后于60℃-120℃干燥1-5h;3)于400℃-1300℃煅烧步骤2)干燥后的沉淀,控制煅烧时间为3-7h;4)研磨破碎得到产品。本发明中氢氧化锶/碳酸锶复合材料对可见光具有较高的吸收率,且其制备方法简单,原料易得,环境友好,有望在废水处理、空气净化、抗菌消毒等诸多领域获得广泛的应用。
Description
技术领域
本发明属于无机化学领域,涉及一种具有可将光催化活性的材料,具体涉及氢氧化锶/碳酸锶复合材料作为可见光催化剂的运用。
背景技术
光催化可直接利用太阳能降解各种污染物,也能将低密度的太阳光能转化为高密度的化学能和电能,在净化环境污染物和开发清洁能源等方面具有巨大的应用潜力。
氢氧化锶是一种白色粉末状材料,主要用作聚乙烯塑料的稳定剂,也用于制取各种锶盐和锶润滑蜡,以及改进干性油和油漆的干燥性等。氢氧化锶/碳酸锶复合材料中碳酸锶材料主要用于制造烟火、颜料、医药产品等,目前尚无氢氧化锶/碳酸锶复合材料对可见光催化活性的报道。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供氢氧化锶/碳酸锶复合材料作为可见光催化活性材料的运用。
为达到上述目的,本发明提供如下技术方案:
氢氧化锶/碳酸锶复合材料作为可见光催化活性材料的运用。
优选的,所述氢氧化锶/碳酸锶复合材料由氢氧化锶材料经煅烧、研磨制得。
优选的,所述氢氧化锶材料由氯化锶与氢氧化钠反应制得。
优选的,煅烧氢氧化锶材料时温度为400-1300℃,时间为3-7h。
优选的,所述氢氧化锶/碳酸锶复合材料的制备方法包括如下步骤:
1)、取氯化锶与氢氧化钠反应得到氢氧化锶沉淀,控制氯化锶与氢氧化钠摩尔比为1-3:2;
2)、清洗步骤1)所得氢氧化锶沉淀,然后于60-120℃干燥1-5h;
3)、于400-1300℃煅烧步骤2)干燥后的氢氧化锶沉淀,控制煅烧时间为3-7h;
4)、研磨破碎得到产品。
优选的,步骤1)原料氯化锶与氢氧化钠的摩尔比为1:2。
优选的,步骤2)清洗后的氢氧化锶沉淀的烘干温度为100℃,烘干时间为3h。
优选的,步骤3)煅烧在马弗炉中进行,煅烧升温时升温速度为10℃/min。
优选的,步骤3)煅烧温度为500℃,煅烧时间为6h。
本发明的有益效果在于:本发明中氢氧化锶/碳酸锶复合材料对可见光具有较高的吸收率,且其制备方法简单,原料易得,环境友好,是一种理想的可见光催化活性催化剂,在废水处理、空气净化、抗菌消毒等诸多领域有着广阔的应用。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚,本发明提供如下附图进行说明:
图1为实施例1、2、3、4、5所得材料的光催化降解性能图;
图2为实施例1、2、3、4、5所得材料的紫外可见漫反射光谱图;
图3为实施例1、2、3、4、5所得材料的XRD图;
图4、5为实施例1、2、3、4、5所得材料的红外光谱图。
具体实施方式
下面将结合附图,对本发明的优选实施例进行详细的描述。
实施例1:
本实施例以氯化锶和氢氧化钠为原材料制备氢氧化锶材料,具体包括以下步骤:
1)、首先按摩尔比为1:2取氯化锶和氢氧化钠,将所选原材料加入去离子水搅拌混合反应,然后真空抽滤并多次清洗得到氢氧化锶沉淀;
2)、于100℃烘箱中干燥步骤1)所得氢氧化锶沉淀,时间为3h,得到氢氧化锶材料。
实施例2:
本实施例以氯化锶和氢氧化钠为原材料制备氢氧化锶/碳酸锶复合材料,具体包括以下步骤:
1)、首先按摩尔比为1:2取氯化锶和氢氧化钠,将所选原材料加入去离子水搅拌混合反应,然后真空抽滤并多次清洗得到氢氧化锶沉淀;
2)、于100℃烘箱中干燥步骤1)所得氢氧化锶沉淀,时间为3h,得到氢氧化锶材料;
3)、首先将干燥的氢氧化锶材料置于马弗炉内,然后以10℃/min速度升温至500℃并保温6h,最后随炉冷却至90℃后取出;
4)、最后研磨粉碎煅烧产物得产品。
实施例3:
本实施例以氯化锶和氢氧化钠为原材料制备氢氧化锶/碳酸锶复合材料。具体包括以下步骤:
1)、首先按摩尔比为1:2取氯化锶和氢氧化钠,将所选原材料加入去离子水搅拌混合反应,然后真空抽滤并多次清洗得到氢氧化锶沉淀;
2)、于60℃烘箱中干燥步骤1)所得氢氧化锶沉淀,时间为5h,得到氢氧化锶材料;
3)、首先将干燥的氢氧化锶材料置于马弗炉内,然后以10℃/min速度升温至400℃并保温7h,最后随炉冷却至90℃后取出;
4)、最后研磨粉碎煅烧产物得产品。
实施例4:
本实施例以氯化锶和氢氧化钠为原材料制备氢氧化锶/碳酸锶复合材料。具体包括以下步骤:
1)、首先按摩尔比为1:2取氯化锶和氢氧化钠,将所选原材料加入去离子水搅拌混合反应,然后真空抽滤并多次清洗得到氢氧化锶沉淀;
2)、于120℃烘箱中干燥步骤1)所得氢氧化锶沉淀,时间为1h,得到氢氧化锶材料;
3)、首先将干燥的氢氧化锶材料置于马弗炉内,然后以10℃/min速度升温至1300℃并保温3h,最后随炉冷却至90℃后取出;
4)、最后研磨粉碎煅烧产物得产品。
实施例5:
本实施例以氯化锶和氢氧化钠为原材料制备氢氧化锶/碳酸锶复合材料。具体包括以下步骤:
1)、首先按摩尔比为1:2取氯化锶和氢氧化钠,将所选原材料加入去离子水搅拌混合反应,然后真空抽滤并多次清洗得到氢氧化锶沉淀;
2)、于90℃烘箱中干燥步骤1)所得氢氧化锶沉淀,时间为4h,得到氢氧化锶材料;
3)、首先将干燥的氢氧化锶材料置于马弗炉内,然后以10℃/min速度升温至800℃并保温6h,最后随炉冷却至90℃后取出;
4)、最后研磨粉碎煅烧产物得产品。
性能检测:
1、检测实施例1、2、3、4、5所得材料的光催化降解性能,首先分别取0.05g实施例1、2、3、4、5制得的材料置于100ml烧杯中,然后加入10mg/L亚甲基蓝溶液50ml,放入光化学反应器并置于暗处2h左右,待其达到吸附平衡后开启12WLED节能灯,在可见光下考察其对亚甲基蓝的去除效果。每间隔30min取一次样,检测样品中亚甲基蓝降解率。结果如图1所示:从图中可以看出,在可见光照射150min后,实施例1所得样品对亚甲基蓝的降解率达到98.92%,实施例2、3、4、5所得样品对亚甲基蓝的降解率分别为98.7%,96.3%、96%和95.19%,这说明上述实施例所得氢氧化锶/碳酸锶复合材料可见光吸收率高,光催化活性优异。
2、检测实施例1、2、3、4、5所得材料对可见光谱的吸收率,结果如图2所示,从图中可以看出:实施例1所得样品在广泛的紫外光和可见光区域有较为微弱的光吸收,实施例2、3、4、5所得样品在220nm-350nm的紫外区均有较强吸收,在400nm-550nm的可见光光区也有明显吸收,且实施例2、3、4、5所得样品的吸收图谱较之煅烧前出现了明显的红移现象。
3、分析实施例1、2、3、4、5所得样品的物相成份,结果如图3所示,从图中可以看出:衍射角2θ=17.04°、17.92°、26.98°、28.5°、38.4°和46.6°处与Sr(OH)2(JCPDS27-0847)的特征衍射峰一致,即表明实施例1所得样品主要为Sr(OH)2,其晶格常数为a=6.120,b=9.892,c=3.919;经过高温煅烧后,实施例2、3、4、5所得样品的衍射峰表明:在2θ=25.16°、25.80°、36.26°和44.08°处显示出正交晶系SrCO3(JCPDS05-0418)的特征衍射峰,在2θ=14.30°、19.48°、39.24°和40.48°处显示出Sr(OH)2·H2O(JCPDS28-1222)的衍射峰,即表明实施例2、3、4、5所得样品为氢氧化锶/碳酸锶复合材料。
4、分别测试实施例1、2、3、4、5所得样品对近红外线的吸收强度,结果如图4、5所示,从图4中可以看出:在3700-3000cm-1范围内的峰是由O-H键伸缩振动引起的,位于2835cm-1是氢键的伸缩振动峰,由于形成的氢键非常弱,所以在3645-3300cm-1范围内出现了较为尖锐的羟基峰,即位于3600cm-1,3495cm-1处,而吸收谱带位于1464cm-1,857cm-1,701cm-1的是Sr(OH)2的弯曲振动峰;从图5中可以看出:由于分子中的O-H基团能形成分子内或分子间氢键,使得羟基电子云密度减弱,频率低移,同时使吸收峰变宽,多位于3230-3440cm-1,即图中的3400cm-1处,在1630cm-1处是吸附水分子的弯曲振动,而在1800-400cm-1区域为CO3 2-的峰,所以SrCO3主要位于1445cm-1、910cm-1、708cm-1处,其中1445cm-1为CO3 2-阴离子的不对称伸缩振动,910cm-1和708cm-1分别为面外弯曲振动和面内弯曲振动。
结合上述测试结果可以看出,本发明的氢氧化锶/碳酸锶复合材料对可见光具有光吸收率高,光催化活性优异,有望在废水处理、空气净化、抗菌消毒等诸多领域获得广泛的应用。
最后说明的是,以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述,但本领域技术人员应当理解,可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变,而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
Claims (9)
1.氢氧化锶/碳酸锶复合材料作为可见光催化活性材料的运用。
2.根据权利要求1所述氢氧化锶/碳酸锶复合材料作为可见光催化活性材料的运用,其特征在于:所述氢氧化锶/碳酸锶复合材料由氢氧化锶材料经煅烧、研磨制得。
3.根据权利要求2所述氢氧化锶/碳酸锶复合材料作为可见光催化活性材料的运用,其特征在于:所述氢氧化锶材料由氯化锶与氢氧化钠反应制得。
4.根据权利要求2所述氢氧化锶/碳酸锶复合材料作为可见光催化活性材料的运用,其特征在于:煅烧氢氧化锶材料时温度为400-1300℃,时间为3-7h。
5.根据权利要求2所述氢氧化锶/碳酸锶复合材料作为可见光催化活性材料的运用,其特征在于,所述氢氧化锶/碳酸锶复合材料的制备方法包括如下步骤:
1)、取氯化锶与氢氧化钠反应得到氢氧化锶沉淀,控制氯化锶与氢氧化钠摩尔比为1-3:2;
2)、清洗步骤1)所得氢氧化锶沉淀,然后于60-120℃干燥1-5h;
3)、于400-1300℃煅烧步骤2)干燥后的氢氧化锶沉淀,控制煅烧时间为3-7h;
4)、研磨破碎得到产品。
6.根据权利要求5所述氢氧化锶/碳酸锶复合材料作为可见光催化活性材料的运用,其特征在于:步骤1)原料氯化锶与氢氧化钠的摩尔比为1:2。
7.根据权利要求5所述氢氧化锶/碳酸锶复合材料作为可见光催化活性材料的运用,其特征在于:步骤2)清洗后的氢氧化锶沉淀的烘干温度为100℃,烘干时间为3h。
8.根据权利要求5所述氢氧化锶/碳酸锶复合材料作为可见光催化活性材料的运用,其特征在于:步骤3)煅烧在马弗炉中进行,煅烧升温时升温速度为10℃/min。
9.根据权利要求5所述氢氧化锶/碳酸锶复合材料作为可见光催化活性材料的运用,其特征在于:步骤3)煅烧温度为500℃,煅烧时间为6h。
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160615 |
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |