納米催化材料的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及納米Ti化光催化劑薄膜制造領域，主要設及運用于低溫等離子催化協 同反應器的Ti〇2光催化薄膜材料的制造行業，具體是用于低溫等離子催化協同作用的La 滲雜Ti〇2納米催化材料。
【背景技術】
[0002] 低溫等離子體和催化劑協同作用技術是目前處理空氣污染的前沿研究領域，其既 具備低溫等離子技術便捷高效的特點，又具備催化氧化高精確度高效率的特點，因此成為 研究的熱點。該技術的核屯、在于讓低溫等離子發生器與催化劑有效結合起來，發揮協同效 應，因此制備與低溫等離子發生體有效結合并且催化性能良好的催化劑材料成為研究和改 善該技術的關鍵。
[0003]Ti化是目前最常用的光催化的催化劑，其制備方法多種多樣，比如陰極電沉積法、 陽極氧化法、低熱固相法、溶膠凝膠法和水熱法。陰極電沉積法制備的Ti〇2薄膜較均勻。陽 極氧化法則通過調節陽極氧化電壓、電解液濃度、K1值、反應時間等因素制備Ti化納米管陣 列。低熱固相法具有制備工藝簡單，成本低，污染小，可大批量生產等特點，所制備的Ti化薄 膜呈海綿狀多孔結構。溶膠凝膠法具有設備簡單、操作易控制、易工業化生產等優點，該方 法制備的Ti化薄膜較均勻。水熱法和絲網印刷技術所制備的Ti〇2薄膜呈海綿狀多孔結構。
[0004]Ti化雖然具備良好的催化效應，但因其較寬的禁帶寬度而只能吸收紫外區光線， 致使對入射光的利用率不足，使得低溫等離子與催化協同作用技術所用的Ti化薄膜催化劑 的催化效率有待提局。
【發明內容】
[0005]為了解決現有技術中的不足，本發明提了一種用于低溫等離子催化協同作用的La滲雜Ti化納米催化材料，本發明工藝流程簡便，便于工業化成產，而且催化效果好，對苯的 降解率達到86 %，與單純的陶瓷電極材料相比較提高了 30 %。
[0006] 本發明為實現上述目的，通過W下技術方案實現：
[0007] 用于低溫等離子催化協同作用的La滲雜Ti〇2納米催化材料，是通過W下步驟制 備的：
[0008] (1)將鐵酸下醋加入到反應器中，然后邊攬拌鐵酸下醋邊緩慢加入無水乙醇，得到 混合溶液，攬拌混合溶液一定時間后向其中加入聚乙二醇，繼續攬拌，得到溶液A;
[0009] (2)將無水乙醇和去離子水混合均勻，而后依次加入硝酸銅和硝酸，控制PH為 2-3,得到溶液B;
[0010] 做將溶液B滴加到攬拌的溶液A中，繼續攬拌，直至得到Ti〇2溶膠；
[0011] (4)將配制好的Ti〇2溶膠密封放置一定時間，W備制膜；
[0012] (5) W陶瓷電極材料為基底進行鍛膜，鍛膜前將陶瓷電極材料超聲30分鐘，然后 用去離子水洗涂，再用氮氣吹干備用，將所制得的陶瓷電極材料垂直浸入步驟（4)的Ti〇2 溶膠中，浸績提拉鍛膜，提拉速度3毫米/秒，提拉后將陶瓷電極材料平放入烘箱中干燥，重 復浸績提拉鍛膜、干燥操作循環5次，得到陶瓷電極材料基底涂膜；
[0013] (6)將陶瓷電極材料基底涂膜放入箱式爐中，加熱到20°C，保溫0. 5小時，再繼續 升溫到450°C，保溫0. 5小時，陶瓷電極材料上形成的薄膜即是用于低溫等離子催化協同作 用的La滲雜Ti化納米催化材料。
[0014] 優選的，步驟（1)中所述的無水乙醇的體積、鐵酸下醋的體積、聚乙二醇的質量比 為2毫升：5毫升：80毫克。
[0015] 優選的，步驟（2)中所述的無水乙醇的體積、去離子水的體積、硝酸銅的質量、硝 酸的體積比為25毫升：1毫升：100毫克：2毫升。
[0016] 優選的，步驟巧）中提拉后放入烘箱中干燥的烘箱溫度為85°C，干燥時間為30分 鐘。
[0017]優選的，步驟（4)中Ti〇2溶膠密封放置10小時。
[001引優選的，步驟（1)中攬拌混合溶液的時間為2小時，加入聚乙二醇后繼續攬拌30 分鐘，得到溶液A。
[0019] 本發明采用溶膠凝膠法和過渡金屬滲雜法制備用于低溫等離子催化協同作用的 La滲雜Ti〇2納米催化材料。其方法簡單易行，工藝流程簡便，方便用于工業化大規模生產， 納米尺寸的Ti化具備量子尺寸效應，當材料尺寸小于空間電荷層時Ti〇2的光生載流子可通 過簡單的擴散從粒子內部直接遷移到半導體表面，提高了反應的量子產率，從而使得光催 化性能明顯提高；稀±金屬元素La的滲雜，對Ti〇2引入了雜質能級，形成光生載流子的捕 獲阱，延長了載流子的壽命從而提高光催化效率。通過溶膠凝膠法制備La滲雜Ti化納米 薄膜材料，不僅僅方法簡單易行，便于用在工業化成產，而且催化效果良好。
【附圖說明】
[0020] 圖1是不同材料降解苯的降解率對比示意圖。
【具體實施方式】
[0021] 下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，運些實施例僅用于說明本發明 而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域技術人 員可W對本發明作各種改動或修改，運些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定 的范圍。
[0022] 下述實施例中所設及的儀器、試劑、材料等，若無特別說明，均為現有技術中已有 的常規儀器、試劑、材料等，可通過正規商業途徑獲得。下述實施例中所設及的實驗方法，檢 測方法等，若無特別說明，均為現有技術中已有的常規實驗方法，檢測方法等。
[002引實施例：
[0024] 通過W下步驟制備用于低溫等離子催化協同作用的La滲雜Ti〇2納米催化材料：
[0025] (1)將10毫升鐵酸下醋加入到反應器中，然后邊攬拌鐵酸下醋邊緩慢加入25毫升 無水乙醇，得到混合溶液，劇烈攬拌混合溶液2小時后向其中加入0. 4克聚乙二醇（20000)， 繼續攬拌30分鐘，得到溶液A;
[0026] (2)將25毫升無水乙醇和1毫升去離子水混合均勻，而后依次加入100毫克硝酸 銅和2毫升硝酸，控制PH為2-3,得到溶液B ;
[0027] 做將溶液B滴加到攬拌的溶液A中，繼續攬拌2小時，得到Ti〇2溶膠；
[002引 （4)將配制好的Ti02溶膠密封放置10小時，W備制膜；
[002引 妨W陶瓷電極