CN110756183A - 一种用于染料废水处理的光催化剂制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于染料废水处理的光催化剂制备方法，涉及废水处理技术领域。本发明包括以下步骤：二氧化钛添加入碳酸盐溶液中制得二氧化钛溶液；正硅酸乙酯、乙醇、去离子水制成混合溶液，添加草酸和浓度氨水添加入混合溶液中制得二氧化硅溶胶；二氧化硅溶胶添加人二氧化钛溶液中得二氧化硅和二氧化钛复合溶液；经陈化干燥得到光催化剂样品。本发明通过正硅酸乙酯、乙醇、去离子水混合反应制得的二氧化硅溶胶与二氧化钛溶液混合得到的光催化剂，二氧化硅能够抑制二氧化钛的相变，提高了光催化反应的量子效率，同时在二氧化硅的制备过程中添加氨水和草酸，使得制备的光催化剂含有氮掺杂，能够显著提高光催化的可见光活性，实用性较高。
Description
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，特别是涉及一种用于染料废水处理的光催化剂制备方法。
背景技术
染料废水是加工棉、麻、化学纤维及其混纺产品为主的印染厂排出的废水，废水中含有染料、浆料、助剂、油剂、酸碱、纤维杂质、砂类物质、无机盐等。用于印染废水处理的主要方法有物化法、生化法、光化学法以及几种工艺结合的处理方法
近年来，随着光化学及技术的发展与进步，利用二氧化钛多相光催化消除废水中污染，将污染物分解并转化为无害物质，对污水、空气的深度净化处理具有较高的效能，已成为光催化领域研究最深入的半导体和环境领域应用最为广泛的光催化剂之一。
尽管二氧化钛光催化剂在环境治理中具有许多优势，但其光催化氧化技术在实际应用过程中仍然存在许多问题。由于二氧化钛带隙较宽，只能利用太阳光中占2％-4％的紫外线部分，不能充分利用太阳能，且光催化反应效率较低，不利于光催化的反应。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于染料废水处理的光催化剂制备方法，通过正硅酸乙酯、乙醇、去离子水混合反应制得的二氧化硅溶胶与二氧化钛溶液混合制备得到的光催化剂，二氧化硅能够抑制二氧化钛的相变，解决了现有的光催化反应的效率和利用率较低的问题。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种用于染料废水处理的光催化剂，包括以下原料：二氧化钛、碳酸盐溶液、去离子水、正硅酸乙酯、乙醇、草酸、和氨水。
进一步地，所述乙醇为浓度95°～99°的无水乙醇。
进一步地，一种用于染料废水处理的光催化剂的制备方法，包括以下步骤：
SSO1；取定量二氧化钛研磨处理后添加入浓度为35％浓度的碳酸盐溶液中，二氧化钛与盐酸盐溶液按体积比2:3的配比并以600～800rpm的转速搅拌处理30～40min后，得pH值为5.0～6.0的二氧化钛溶液；
SSO2；取定量正硅酸乙酯、乙醇、去离子水按体积比1:2:2的配比制成混合溶液，将混合溶液加温至60°～70°，将以600～800rpm的转速搅拌处理60～80min后，取定量的草酸、28％浓度氨水添加入混合溶液中，草酸、氨水和混合溶液体积比例为0.2:0.5:5，再次以600～800rpm的转速搅拌处理40～50min后形成二氧化硅溶胶；
SS03；将SSO2中所得到的二氧化硅溶胶添加人SS01中所得到的二氧化钛溶液中，以400～600的转速搅拌处理150～180min后，得二氧化硅和二氧化钛复合溶液；
SS04；将SS03中所得到的二氧化硅和二氧化钛复合溶液陈化6～8d后取出干燥2～3h后凝结为胶体，干燥温度为120°，凝结后的胶体研磨成粉末状，经高温焙烧5～6h得到光催化剂样品，其焙烧温度在600°～650°之间。
本发明具有以下有益效果：
本发明通过正硅酸乙酯、乙醇、去离子水混合反应制得的二氧化硅溶胶与二氧化钛溶液混合制备得到的光催化剂，二氧化硅能够抑制二氧化钛的相变，提高了光催化反应的量子效率，同时在二氧化硅的制备过程中添加氨水和草酸，使得制备的光催化剂含有氮掺杂，能够显著提高光催化的可见光活性。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明为一种用于染料废水处理的光催化剂制备方法，包括以下原料：二氧化钛、碳酸盐溶液、去离子水、正硅酸乙酯、乙醇、草酸、和氨水；乙醇为浓度95°～99°的无水乙醇，。
本实施例的一个具体应用为：一种用于染料废水处理的光催化剂的制备方法，包括以下步骤：
SSO1；取定量二氧化钛研磨处理后添加入浓度为35％浓度的碳酸盐溶液中，二氧化钛与盐酸盐溶液按体积比2:3的配比并以600～800rpm的转速搅拌处理30～40min后，得pH值为5.0～6.0的二氧化钛溶液；
SSO2；取定量正硅酸乙酯、乙醇、去离子水按体积比1:2:2的配比制成混合溶液，将混合溶液加温至60°～70°，将以600～800rpm的转速搅拌处理60～80min后，取定量的草酸、28％浓度氨水添加入混合溶液中，草酸、氨水和混合溶液体积比例为0.2:0.5:5，再次以600～800rpm的转速搅拌处理40～50min后形成二氧化硅溶胶；二氧化硅能够抑制二氧化钛的相变，提高了光催化反应的量子效率，同时在二氧化硅的制备过程中添加氨水和草酸，使得制备的光催化剂含有氮掺杂，能够显著提高光催化的可见光活性；
SS03；将SSO2中所得到的二氧化硅溶胶添加人SS01中所得到的二氧化钛溶液中，以400～600的转速搅拌处理150～180min后，得二氧化硅和二氧化钛复合溶液；
SS04；将SS03中所得到的二氧化硅和二氧化钛复合溶液陈化6～8d后取出干燥2～3h后凝结为胶体，干燥温度为120°，凝结后的胶体研磨成粉末状，经高温焙烧5～6h得到光催化剂样品，其焙烧温度在600°～650°之间。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (3)
1.一种用于染料废水处理的光催化剂制备方法，其特征在于：包括以下原料：二氧化钛、碳酸盐溶液、去离子水、正硅酸乙酯、乙醇、草酸、和氨水。
2.根据权利要求1所述的一种用于染料废水处理的光催化剂制备方法，其特征在于，所述乙醇为浓度95°～99°的无水乙醇。
3.根据权利要求1-2任意一所述的一种用于染料废水处理的光催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
SSO1；取定量二氧化钛研磨处理后添加入浓度为35％浓度的碳酸盐溶液中，二氧化钛与盐酸盐溶液按体积比2:3的配比并以600～800rpm的转速搅拌处理30～40min后，得pH值为5.0～6.0的二氧化钛溶液；
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN115532246A (zh) * | 2022-10-08 | 2022-12-30 | 中国科学院上海高等研究院 | 用于光催化甲烷氧化的包覆型二氧化钛@二氧化硅催化剂、制备方法及其应用 |
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| 化学工业出版社组织编写: "《中国化工产品大全》", 31 January 2005 * |
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