CN106391134A - 一种氟硼吡咯掺杂二氧化钛光催化剂的制备方法及其应用 - Google Patents
一种氟硼吡咯掺杂二氧化钛光催化剂的制备方法及其应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106391134A CN106391134A CN201610810607.5A CN201610810607A CN106391134A CN 106391134 A CN106391134 A CN 106391134A CN 201610810607 A CN201610810607 A CN 201610810607A CN 106391134 A CN106391134 A CN 106391134A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- titanium dioxide
- fluorine boron
- boron pyrroles
- doped titanium
- dioxide photocatalyst
- 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
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 72
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 title claims abstract description 17
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 11
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 39
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 6
- VXUYXOFXAQZZMF-UHFFFAOYSA-N titanium(IV) isopropoxide Chemical compound CC(C)O[Ti](OC(C)C)(OC(C)C)OC(C)C VXUYXOFXAQZZMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229960000583 acetic acid Drugs 0.000 claims abstract description 4
- 239000012362 glacial acetic acid Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims description 31
- FXURYRWDOBBQLX-UHFFFAOYSA-N N1C=CC=C1.[B].[F] Chemical class N1C=CC=C1.[B].[F] FXURYRWDOBBQLX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 239000008188 pellet Substances 0.000 claims description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims description 2
- IJMWOMHMDSDKGK-UHFFFAOYSA-N Isopropyl propionate Chemical compound CCC(=O)OC(C)C IJMWOMHMDSDKGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 claims 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims 1
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 abstract description 9
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 abstract description 4
- 150000003608 titanium Chemical class 0.000 abstract description 3
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 abstract description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 abstract 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract 2
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 abstract 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 abstract 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract 1
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 abstract 1
- 235000010215 titanium dioxide Nutrition 0.000 description 27
- 229960005196 titanium dioxide Drugs 0.000 description 25
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 13
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 11
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 11
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 11
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 4
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- QOSMNYMQXIVWKY-UHFFFAOYSA-N Propyl levulinate Chemical compound CCCOC(=O)CCC(C)=O QOSMNYMQXIVWKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004043 dyeing Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000013033 photocatalytic degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002574 poison Substances 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- PYWVYCXTNDRMGF-UHFFFAOYSA-N rhodamine B Chemical compound [Cl-].C=12C=CC(=[N+](CC)CC)C=C2OC2=CC(N(CC)CC)=CC=C2C=1C1=CC=CC=C1C(O)=O PYWVYCXTNDRMGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940043267 rhodamine b Drugs 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J31/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
- B01J31/26—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing in addition, inorganic metal compounds not provided for in groups B01J31/02 - B01J31/24
- B01J31/38—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing in addition, inorganic metal compounds not provided for in groups B01J31/02 - B01J31/24 of titanium, zirconium or hafnium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J35/39—Photocatalytic properties
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/30—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/30—Organic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/30—Organic compounds
- C02F2101/38—Organic compounds containing nitrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2305/00—Use of specific compounds during water treatment
- C02F2305/10—Photocatalysts
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明涉及一种氟硼吡咯掺杂二氧化钛光催化剂及其制备方法和应用。包括以下步骤：将去离子水、冰醋酸、无水甲醇和氟硼吡咯混合均匀，然后逐滴缓慢加入钛酸异丙酯的甲醇溶液，充分搅拌1‑2h，防止钛盐水解的过快而团聚，得混合液；将混合液置于水热釜中，于140‑160℃下反应6‑7h，所得产物抽滤，洗涤，真空干燥。本发明制备过程简单，提高了光催化过程中可见光的利用率。
Description
技术领域
本发明涉及一种二氧化钛光催化剂，特别涉及一种氟硼吡咯掺杂二氧化钛光催化剂。
背景技术
随着染料合成、印染等工业废水的不断排放和各种染料的不断使用，进入环境的染料数量不断增加，含有有机染料的污水具有水量大、分布面广、水质变化放大、有机毒物含量高、成分复杂难降解等特点。以二氧化钛为主导的半导体光催化氧化正日益引起人们的重视。
二氧化钛，因其具有强氧化能力、无毒、强抗腐蚀性等性能，而在光催化降解有机污染物的方面具有很大的应用潜力。但是二氧化钛光响应范围较窄，光生电子和空穴易复合，可见光利用效率低，一直制约着其光催化活性，所以近些年研究致力于提高二氧化钛的光催化活性。为了提高光催化效率很大程度上取决于光催化剂的掺杂。在二氧化钛光催化剂的掺杂制备过程中，催化剂的掺杂和制备条件非常重要的，制备过程影响着后期光催化降解的效果，而催化剂的掺杂成分极大地影响着光催化的效率以及对可见光的利用率。
发明内容
为了解决上述存在的问题，本发明提供一种可提高可见光(420-780nm)下光催化效率的氟硼吡咯掺杂的二氧化钛光催化剂。
本发明的另一目的是提供一种氟硼吡咯掺杂的二氧化钛光催化剂的制备方法。
本发明的另一目的是提供一种氟硼吡咯掺杂的二氧化钛光催化剂在可见光下降解有机污染物中的应用。
本发明采用的技术方案如下：一种氟硼吡咯掺杂二氧化钛光催化剂，包括如下步骤：
1)将去离子水、冰醋酸、无水甲醇和氟硼吡咯混合均匀，然后逐滴缓慢加入钛酸异丙酯的甲醇溶液，充分搅拌1-2h，防止钛盐水解的过快而团聚，得混合液；
2)将混合液置于水热釜中，于140-160℃下反应6-7h，所得产物抽滤，洗涤，真空干燥。
上述的一种氟硼吡咯掺杂二氧化钛光催化剂，去离子水和无水甲醇的体积比为1：1。
上述的一种氟硼吡咯掺杂二氧化钛光催化剂，所述的钛酸异丙酯的甲醇溶液的浓度，按体积百分比为15-25％。
上述的一种氟硼吡咯掺杂二氧化钛光催化剂，按摩尔比，氟硼吡咯：钛酸异丙酯＝100：0.10-0.15。
上述的氟硼吡咯掺杂二氧化钛光催化剂在可见光下降解有机污染物中的应用。方法如下；于含有有机污染物的废水中，加入上述的氟硼吡咯掺杂二氧化钛光催化剂，在可见光下降解2-3h。优选的，所述的有机污染物是罗明丹B。
本发明的有益效果是：本发明，制备过程简单。提出了一种新的二氧化钛掺杂成分。提高了光催化过程中可见光的利用率。
附图说明
图1是本发明氟硼吡咯掺杂的二氧化钛光催化剂降解率与二氧化钛p25降解率对比示意图。
具体实施方式
实施例1氟硼吡咯掺杂的二氧化钛光催化剂
方法如下：
1)取6ml去离子水、0.6ml冰醋酸、6ml无水甲醇和5mg氟硼吡咯混合均匀，然后逐滴缓慢加入体积百分浓度为20％的钛酸异丙酯的甲醇溶液12ml，充分搅拌1-2h，防止钛盐水解的过快而团聚，得混合液；
2)将混合液置于水热釜中，在150℃下，水热反应6h，所得产物抽滤，用无水甲醇和去离子水各洗涤两次，过滤，45℃真空干燥箱中干燥18h，将固体研磨，得氟硼吡咯掺杂的二氧化钛光催化剂。
实施例2氟硼吡咯掺杂的二氧化钛光催化剂的应用
方法如下：取100ml浓度为0.0005％的罗丹明B溶液，加入实施例1制备的氟硼吡咯掺杂的二氧化钛光催化剂，于可见光下催化降解2h，结果如图1所示。
由图1可见，氟硼吡咯掺杂的二氧化钛光催化剂降解速率大于p25，光照开始15min时，p25的降解率为10％，而氟硼吡咯掺杂的二氧化钛光催化剂的降解效率达到40％，速度远大于p25，到75min后才趋于平缓，此时降解率达到95.8％，远高于此时p25的降解率66％。2h后氟硼吡咯掺杂的二氧化钛光催化剂降解率达到96.7％，同时，二氧化钛(p25)降解效率仅为86.3％。
Claims (7)
1.一种氟硼吡咯掺杂二氧化钛光催化剂，其特征在于，包括如下步骤：
1)将去离子水、冰醋酸、无水甲醇和氟硼吡咯混合均匀，然后逐滴缓慢加入钛酸异丙酯的甲醇溶液，充分搅拌1-2h，得混合液；
2)将混合液置于水热釜中，于140-160℃下反应6-7h，所得产物抽滤，洗涤，真空干燥。
2.根据权利要求1所述的一种氟硼吡咯掺杂二氧化钛光催化剂，其特征在于，去离子水和无水甲醇的体积比为1：1。
3.根据权利要求1所述的一种氟硼吡咯掺杂二氧化钛光催化剂，其特征在于，所述的钛酸异丙酯的甲醇溶液的浓度，按体积百分比为15-25％。
4.根据权利要求1所述的一种氟硼吡咯掺杂二氧化钛光催化剂，其特征在于，按摩尔比，氟硼吡咯：钛酸异丙酯＝100：0.10-0.15。
5.权利要求1-4任一所述的氟硼吡咯掺杂二氧化钛光催化剂在可见光下降解有机污染物中的应用。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，方法如下：于含有有机污染物的废水中，加入权利要求1-4任一所述的氟硼吡咯掺杂二氧化钛光催化剂，在可见光下降解2-3h。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述的有机污染物是罗明丹B。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610810607.5A CN106391134B (zh) | 2016-09-08 | 2016-09-08 | 一种氟硼吡咯掺杂二氧化钛光催化剂的制备方法及其应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610810607.5A CN106391134B (zh) | 2016-09-08 | 2016-09-08 | 一种氟硼吡咯掺杂二氧化钛光催化剂的制备方法及其应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106391134A true CN106391134A (zh) | 2017-02-15 |
| CN106391134B CN106391134B (zh) | 2019-04-09 |
Family
ID=57999005
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610810607.5A Active CN106391134B (zh) | 2016-09-08 | 2016-09-08 | 一种氟硼吡咯掺杂二氧化钛光催化剂的制备方法及其应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106391134B (zh) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103804402A (zh) * | 2014-01-20 | 2014-05-21 | 中国石油大学(华东) | 一种氟硼吡咯光敏剂及其合成方法 |
-
2016
- 2016-09-08 CN CN201610810607.5A patent/CN106391134B/zh active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103804402A (zh) * | 2014-01-20 | 2014-05-21 | 中国石油大学(华东) | 一种氟硼吡咯光敏剂及其合成方法 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| HONGWEI GENG ET AL: "Photoelectrochemical properties and interfacial charge transfer kinetics of BODIPY-sensitized TiO2 electrodes", 《RSC ADVANCES》 * |
| MAHESHWAR SHRESTHA ET AL: "Dual Functionality of BODIPY Chromophore in Porphyrin-Sensitized Nanocrystalline Solar Cells", 《THE JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY C》 * |
| 姜黎明: "溶胶凝胶水热法制备TiO2及光催化降解罗丹明B", 《哈尔滨商业大学学报( 自然科学版)》 * |
| 孟庆国等: "荧光素掺杂的TiO2 凝胶的制备及光谱研究", 《无机化学学报》 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106391134B (zh) | 2019-04-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102335602B (zh) | 一种钨酸铋复合光催化剂及其制备和应用 | |
| CN100551522C (zh) | 弱酸条件下水热法制备介孔二氧化钛光催化剂的方法 | |
| CN103936097B (zh) | 一种钙钛矿/多糖复合光催化剂降解甲基橙的方法 | |
| CN103990474A (zh) | 3d形貌银/溴化银/二氧化钛催化剂的制备方法 | |
| CN102698730B (zh) | 一种硼、铈共掺杂纳米二氧化钛中空纤维材料的制备方法 | |
| CN106334554A (zh) | 一种在可见光下具有高效光催化活性的ZnO/Ag复合纳米光催化剂 | |
| CN104475082B (zh) | 可见光响应的WO3/{001}TiO2复合光催化剂的制备方法 | |
| CN102583636B (zh) | 纳米掺杂钴二氧化钛/壳聚糖复合微球光解有机磷农药废水 | |
| CN109650484A (zh) | 一种废水处理剂及其制备方法 | |
| CN104587994A (zh) | 一种TiO2薄膜的制备方法 | |
| CN104607214B (zh) | 一种可见光响应的AgBr/TiO2催化剂的制备方法 | |
| CN106512977A (zh) | 活性炭掺杂二氧化钛纳米光催化剂的制备方法及应用 | |
| CN108355637A (zh) | 一种二氧化铈和二氧化钛纳米片复合材料粉体及制备方法 | |
| CN103846099B (zh) | 一种负载型多金属氧酸盐及其制备方法 | |
| CN100594976C (zh) | 纳米二氧化钛光催化室内净化剂的制备方法 | |
| CN106391134A (zh) | 一种氟硼吡咯掺杂二氧化钛光催化剂的制备方法及其应用 | |
| CN108855233A (zh) | 一种能光降解染料微流控制备载铜纳米二氧化钛壳聚糖复合微球的方法 | |
| CN102391490B (zh) | 一种负载型钛系聚酯催化剂的制备方法及其应用 | |
| CN101648148B (zh) | 一种降解废水中有机物的纳米光催化剂薄膜的制备方法 | |
| CN101518731A (zh) | 一种复合纳米磷钨酸-二氧化钛光催化材料及制备方法 | |
| CN106552676A (zh) | 一种二氧化钛光催化净化环境材料的制备方法 | |
| CN102631923A (zh) | 表面负载氧化铁的可见光响应型球形二氧化钛复合光催化剂的制备方法 | |
| CN102847536B (zh) | 一种复合光催化材料及其制备方法和应用 | |
| CN108404954A (zh) | 一种钒酸锌改性类石墨烯碳三氮四复合光催化剂的制备 | |
| CN105417577B (zh) | 一种纳米二氧化钛的高温制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |