本發明涉及光催化材料技術領域,尤其涉及一種光催化劑的制備方法。
背景技術:
光催化劑就是通俗意義上講觸媒就是催化劑的意思,光觸媒顧名思義就是光催化劑。催化劑是加速化學反應的化學物質,其本身并不參與反應。光催化劑就是在光子的激發下能夠起到催化作用的化學物質的統稱。
光催化技術的低能耗、易操作、無二次污染等特點,在環境污染治理領域具有廣闊的應用前景。常用的光催化劑主要為TiO2、ZnO、CdS等半導體材料,它們在紫外線的照射下價帶電子會被激發到導帶,從而產生具有很強反應活性的電子一空穴對。電子一空穴對遷移至半導體表面后,通過發生氧化還原反應從而起到降解污染物的作用,傳統的復合型光催化劑在制備過程中極易出現包裹的現象,嚴重影響了光生電子的傳輸,使得其不能夠更好的被利用,從而使得器的活性與穩定性受到較大的影響,因此,我們提出了一種光催化劑的制備方法。
技術實現要素:
本發明提出了一種光催化劑的制備方法,以解決上述背景技術中提出的問題。
本發明提出了一種光催化劑的制備方法,包括如下步驟:
S1、選取鈦源、鋅源、鋯源與鎘源為主原料,并將選取的鈦源、鋅源、鋯源與鎘源放置到容器中,浸泡于68-78%的酒精中進行消毒10-30分鐘;
S2、將S1中消毒后的鈦源、鋅源、鋯源與鎘源移至超聲波共振儀中,共振時間為5-8分鐘,且保持溫度為36-40攝氏度,從而對其表面進一步進行處理,完成后進行風干;
S3、將鈦源、鋅源、鋯源與鎘源依次移至粉碎裝置內,對其進行粉碎混合,且篩選直徑為12-20mm的顆粒,得出混合顆粒;
S4、將玻璃纖維布移至250-300攝氏度下煅燒90-120min,以獲取處理后的玻璃纖維布;
S5、將混合顆粒移至氫氧化鈉溶液中,且需氫氧化鈉溶液漫過混合顆粒,實時攪拌狀態下,加入硫酸鋅,生成白色沉淀后,得到初步溶液,并將初步溶液;
S6、將S4中處理的玻璃纖維布上,反應15-20分鐘后,并且向其中加入冰乙酸、無水乙醇與鹽溶液,不斷的進行攪拌;
S7、將上述經過處理的玻璃纖維布浸入所述的初步溶液中5-15分鐘,然后移至100-120攝氏度下進行烘干處理;
S8、并將烘干處理得到的玻璃纖維布至于350-540攝氏度下進行煅燒3-4h,從而得到基材;
S9、將S8中的基材浸入混合金屬溶液中5-12分鐘,再次然后放置到氫氧化鈉溶液中,并在紫外燈的照射下5-8h,且保持溫度為45-60攝氏度,最后得到光催化劑。
優選的,在S9中的混合金屬溶液為銀溶液、鉻溶液、鎳溶液與鈷溶液,且銀溶液、鉻溶液、鎳溶液與鈷溶液的重量比為0.9:0.7:0.5:0.8,且混合金屬溶液與水的重量比為0.3:1。
優選的,在S6中的冰乙酸、無水乙醇與鹽溶液的重量比為0.9:0.5:0.2。
優選的,在S9中的基材在氫氧化鈉溶液中浸入時需保持密封,且內部為真空狀態。
優選的,所述鈦源為四氯化鈦、二氧化鈦、硫酸鈦或者鈦酸中的一種或者多種。
優選的,所述鋅源為氧化鋅、二氧化鋅或者硫酸鋅中的一種或者多種。
優選的,所述鋯源為含鋯的天然硅酸鹽或者二氧化鋯,所述鎘源為硫化鎘或者是硫酸鎘。
優選的,鈦源、鋅源、鋯源與鎘源的摩爾比為2:1:0.5:1。
本發明通過鈦源、鋅源、鋯源與鎘源的光催化物質摻雜而成,拓寬了光催化響應波長范圍,使得了在可見光條件下具有更高的光催化效率,大大降低資源的浪費,且非常環保,提高了對污染物的降解效率,有利于光生電子的移動,使得其具有優良的活性與穩定性,且簡單方便,能夠大批量生產。
具體實施方式
下面結合具體實施例來對本發明做進一步說明。
實施例1
本發明提出了一種光催化劑的制備方法,包括如下步驟:
S1、選取鈦源、鋅源、鋯源與鎘源為主原料,并將選取的鈦源、鋅源、鋯源與鎘源放置到容器中,浸泡于68%的酒精中進行消毒10分鐘;
S2、將S1中消毒后的鈦源、鋅源、鋯源與鎘源移至超聲波共振儀中,共振時間為5分鐘,且保持溫度為36攝氏度,從而對其表面進一步進行處理,完成后進行風干;
S3、將鈦源、鋅源、鋯源與鎘源依次移至粉碎裝置內,對其進行粉碎混合,且篩選直徑為12mm的顆粒,得出混合顆粒;
S4、將玻璃纖維布移至250攝氏度下煅燒90min,以獲取處理后的玻璃纖維布;
S5、將混合顆粒移至氫氧化鈉溶液中,且需氫氧化鈉溶液漫過混合顆粒,實時攪拌狀態下,加入硫酸鋅,生成白色沉淀后,得到初步溶液,并將初步溶液;
S6、將S4中處理的玻璃纖維布上,反應15分鐘后,并且向其中加入冰乙酸、無水乙醇與鹽溶液,不斷的進行攪拌;
S7、將上述經過處理的玻璃纖維布浸入所述的初步溶液中5分鐘,然后移至100攝氏度下進行烘干處理;
S8、并將烘干處理得到的玻璃纖維布至于350攝氏度下進行煅燒3h,從而得到基材;
S9、將S8中的基材浸入混合金屬溶液中5分鐘,再次然后放置到氫氧化鈉溶液中,并在紫外燈的照射下5h,且保持溫度為45攝氏度,最后得到光催化劑。
在S9中的混合金屬溶液為銀溶液、鉻溶液、鎳溶液與鈷溶液,且銀溶液、鉻溶液、鎳溶液與鈷溶液的重量比為0.9:0.7:0.5:0.8,且混合金屬溶液與水的重量比為0.3:1。
在S6中的冰乙酸、無水乙醇與鹽溶液的重量比為0.9:0.5:0.2。
在S9中的基材在氫氧化鈉溶液中浸入時需保持密封,且內部為真空狀態。
所述鈦源為四氯化鈦、二氧化鈦、硫酸鈦或者鈦酸中的一種或者多種。
所述鋅源為氧化鋅、二氧化鋅或者硫酸鋅中的一種或者多種。
所述鋯源為含鋯的天然硅酸鹽或者二氧化鋯,所述鎘源為硫化鎘或者是硫酸鎘。
鈦源、鋅源、鋯源與鎘源的摩爾比為2:1:0.5:1。
實施例2
本發明提出了一種光催化劑的制備方法,包括如下步驟:
S1、選取鈦源、鋅源、鋯源與鎘源為主原料,并將選取的鈦源、鋅源、鋯源與鎘源放置到容器中,浸泡于70%的酒精中進行消毒15分鐘;
S2、將S1中消毒后的鈦源、鋅源、鋯源與鎘源移至超聲波共振儀中,共振時間為6分鐘,且保持溫度為37攝氏度,從而對其表面進一步進行處理,完成后進行風干;
S3、將鈦源、鋅源、鋯源與鎘源依次移至粉碎裝置內,對其進行粉碎混合,且篩選直徑為14mm的顆粒,得出混合顆粒;
S4、將玻璃纖維布移至260攝氏度下煅燒100min,以獲取處理后的玻璃纖維布;
S5、將混合顆粒移至氫氧化鈉溶液中,且需氫氧化鈉溶液漫過混合顆粒,實時攪拌狀態下,加入硫酸鋅,生成白色沉淀后,得到初步溶液,并將初步溶液;
S6、將S4中處理的玻璃纖維布上,反應17分鐘后,并且向其中加入冰乙酸、無水乙醇與鹽溶液,不斷的進行攪拌;
S7、將上述經過處理的玻璃纖維布浸入所述的初步溶液中10分鐘,然后移至110攝氏度下進行烘干處理;
S8、并將烘干處理得到的玻璃纖維布至于380攝氏度下進行煅燒3.4h,從而得到基材;
S9、將S8中的基材浸入混合金屬溶液中10分鐘,再次然后放置到氫氧化鈉溶液中,并在紫外燈的照射下6h,且保持溫度為50攝氏度,最后得到光催化劑。
在S9中的混合金屬溶液為銀溶液、鉻溶液、鎳溶液與鈷溶液,且銀溶液、鉻溶液、鎳溶液與鈷溶液的重量比為0.9:0.7:0.5:0.8,且混合金屬溶液與水的重量比為0.3:1。
在S6中的冰乙酸、無水乙醇與鹽溶液的重量比為0.9:0.5:0.2。
在S9中的基材在氫氧化鈉溶液中浸入時需保持密封,且內部為真空狀態。
所述鈦源為四氯化鈦、二氧化鈦、硫酸鈦或者鈦酸中的一種或者多種。
所述鋅源為氧化鋅、二氧化鋅或者硫酸鋅中的一種或者多種。
所述鋯源為含鋯的天然硅酸鹽或者二氧化鋯,所述鎘源為硫化鎘或者是硫酸鎘。
鈦源、鋅源、鋯源與鎘源的摩爾比為2:1:0.5:1。
實施例3
本發明提出了一種光催化劑的制備方法,包括如下步驟:
S1、選取鈦源、鋅源、鋯源與鎘源為主原料,并將選取的鈦源、鋅源、鋯源與鎘源放置到容器中,浸泡于76%的酒精中進行消毒25分鐘;
S2、將S1中消毒后的鈦源、鋅源、鋯源與鎘源移至超聲波共振儀中,共振時間為7分鐘,且保持溫度為39攝氏度,從而對其表面進一步進行處理,完成后進行風干;
S3、將鈦源、鋅源、鋯源與鎘源依次移至粉碎裝置內,對其進行粉碎混合,且篩選直徑為18mm的顆粒,得出混合顆粒;
S4、將玻璃纖維布移至290攝氏度下煅燒110min,以獲取處理后的玻璃纖維布;
S5、將混合顆粒移至氫氧化鈉溶液中,且需氫氧化鈉溶液漫過混合顆粒,實時攪拌狀態下,加入硫酸鋅,生成白色沉淀后,得到初步溶液,并將初步溶液;
S6、將S4中處理的玻璃纖維布上,反應19分鐘后,并且向其中加入冰乙酸、無水乙醇與鹽溶液,不斷的進行攪拌;
S7、將上述經過處理的玻璃纖維布浸入所述的初步溶液中13分鐘,然后移至115攝氏度下進行烘干處理;
S8、并將烘干處理得到的玻璃纖維布至于500攝氏度下進行煅燒3.8h,從而得到基材;
S9、將S8中的基材浸入混合金屬溶液中10分鐘,再次然后放置到氫氧化鈉溶液中,并在紫外燈的照射下7h,且保持溫度為55攝氏度,最后得到光催化劑。
在S9中的混合金屬溶液為銀溶液、鉻溶液、鎳溶液與鈷溶液,且銀溶液、鉻溶液、鎳溶液與鈷溶液的重量比為0.9:0.7:0.5:0.8,且混合金屬溶液與水的重量比為0.3:1。
在S6中的冰乙酸、無水乙醇與鹽溶液的重量比為0.9:0.5:0.2。
在S9中的基材在氫氧化鈉溶液中浸入時需保持密封,且內部為真空狀態。
所述鈦源為四氯化鈦、二氧化鈦、硫酸鈦或者鈦酸中的一種或者多種。
所述鋅源為氧化鋅、二氧化鋅或者硫酸鋅中的一種或者多種。
所述鋯源為含鋯的天然硅酸鹽或者二氧化鋯,所述鎘源為硫化鎘或者是硫酸鎘。
鈦源、鋅源、鋯源與鎘源的摩爾比為2:1:0.5:1。
實施例4
本發明提出了一種光催化劑的制備方法,包括如下步驟:
S1、選取鈦源、鋅源、鋯源與鎘源為主原料,并將選取的鈦源、鋅源、鋯源與鎘源放置到容器中,浸泡于78%的酒精中進行消毒30分鐘;
S2、將S1中消毒后的鈦源、鋅源、鋯源與鎘源移至超聲波共振儀中,共振時間為8分鐘,且保持溫度為40攝氏度,從而對其表面進一步進行處理,完成后進行風干;
S3、將鈦源、鋅源、鋯源與鎘源依次移至粉碎裝置內,對其進行粉碎混合,且篩選直徑為20mm的顆粒,得出混合顆粒;
S4、將玻璃纖維布移至300攝氏度下煅燒120min,以獲取處理后的玻璃纖維布;
S5、將混合顆粒移至氫氧化鈉溶液中,且需氫氧化鈉溶液漫過混合顆粒,實時攪拌狀態下,加入硫酸鋅,生成白色沉淀后,得到初步溶液,并將初步溶液;
S6、將S4中處理的玻璃纖維布上,反應20分鐘后,并且向其中加入冰乙酸、無水乙醇與鹽溶液,不斷的進行攪拌;
S7、將上述經過處理的玻璃纖維布浸入所述的初步溶液中15分鐘,然后移至120攝氏度下進行烘干處理;
S8、并將烘干處理得到的玻璃纖維布至于540攝氏度下進行煅燒4h,從而得到基材;
S9、將S8中的基材浸入混合金屬溶液中12分鐘,再次然后放置到氫氧化鈉溶液中,并在紫外燈的照射下8h,且保持溫度為60攝氏度,最后得到光催化劑。
在S9中的混合金屬溶液為銀溶液、鉻溶液、鎳溶液與鈷溶液,且銀溶液、鉻溶液、鎳溶液與鈷溶液的重量比為0.9:0.7:0.5:0.8,且混合金屬溶液與水的重量比為0.3:1。
在S6中的冰乙酸、無水乙醇與鹽溶液的重量比為0.9:0.5:0.2。
在S9中的基材在氫氧化鈉溶液中浸入時需保持密封,且內部為真空狀態。
所述鈦源為四氯化鈦、二氧化鈦、硫酸鈦或者鈦酸中的一種或者多種。
所述鋅源為氧化鋅、二氧化鋅或者硫酸鋅中的一種或者多種。
所述鋯源為含鋯的天然硅酸鹽或者二氧化鋯,所述鎘源為硫化鎘或者是硫酸鎘。
鈦源、鋅源、鋯源與鎘源的摩爾比為2:1:0.5:1。
以上所述,僅為本發明較佳的具體實施方式,但本發明的保護范圍并不局限于此,任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內,根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變,都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。