/aer復合光催化劑的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及催化劑技術領域，具體涉及一種Ti02/AER復合光催化劑的制備方法。
【背景技術】
[0002]半導體T12因其具有無毒、光催化活性高、氧化能力強、降解產物為COjPH2O等優點在染料廢水處理等諸多領域被廣泛應用。由于粉末狀T12在使用時易團聚，且反應后懸浮在溶液中不易分離、回收，將T12固定在不同載體上制備成負載型光催化劑成為當前光催化領域的研究熱點。T12固載之后，可以解決其在實際應用中的易團聚、難回收問題，但污染物分子與T12表面接觸幾率降低，這在一定程度上影響催化劑的降解速率，使負載型光催化劑的活性降低。為獲得良好的使用效果，將T12負載于具有對目標污染物有較強的吸附富集性能、在不影響T12活性的前提下與之有較強的結合能力、易于液固分離的載體上。
[0003]717型強堿性陰離子交換樹脂是淡黃色透明球體、強堿基團交換容量大，吸附能力強。陰離子可與其強堿基團交換并以化學鍵的形式結合，吸附活性基團可對污染物分子進tx富集，進而提尚光催化活性。
[0004]目前，缺乏一種光催化劑活性高的Ti02/AER復合光催化劑的制備方法。
【發明內容】
[0005]為解決上述問題，本發明的目的是提供了一種光催化劑活性高的Ti02/AER復合光催化劑的制備方法。
[0006]為實現上述技術目的，本發明采用的技術方案如下:本發明的一種Ti02/AER復合光催化劑的制備方法，包括如下步驟:
[0007](I)AER樹脂預處理；
[0008](2)在30mL無水乙醇中加入0.99-5.96mL的鈦酸四丁酯，攪拌形成透明的淡黃色溶液A;將經預處理的AER加入到溶液A中，繼續攪拌;所述鈦原子物質的量n(Ti4+)與樹脂中羥基物質的量η(0Η—)的比為1:1-6;
[0009](3)將固液混合物轉入50mL的聚四氟乙烯內襯的反應釜，置于恒溫干燥箱內，反應時間為6_24h;
[0010](4)自然冷卻至室溫，用無水乙醇和去離子水交替洗滌，干燥，制得Ti02/AER復合光催化劑。
[0011 ]進一步地，步驟(I)中，所述樹脂用去離子水清洗至無色后浸泡24-30h，分離;依次在用2-4倍體積的4-5 %的NaOH浸泡4-6h，用去離子水洗至中性；用2_4倍體積的3_4 % HCl浸泡4-6h，去離子水洗至中性;2-4倍體積的4-5 % NaOH浸泡8-1 Oh，再用去離子水洗至中性;在溫度為80°C恒溫干燥箱烘干備用，將樹脂從Cl—型轉化為0H—型。
[0012]進一步地，步驟(I)中，所述樹脂用去離子水清洗至無色后浸泡24h，分離；依次在用2倍體積的5 %的NaOH浸泡4h，用去離子水洗至中性；用2倍體積的4 % HCl浸泡4h，去離子水洗至中性;使用2倍體積的5 % NaOH浸泡8h，再用去離子水洗至中性;在溫度為80 °C恒溫干燥箱烘干備用，將樹脂從Cl—型轉化為0H—型。
[0013]更進一步地，在步驟(2)中，所述樹脂為717型強堿性陰離子交換樹脂。
[0014]進一步地，在步驟(2)中，在30mL無水乙醇中加入0.99-5.96mL的鈦酸四丁酯，攪拌15-30min形成透明的淡黃色溶液A;
[0015]將經預處理的AER加入到溶液A中，繼續攪拌30-60min;所述鈦原子物質的量n(Ti4+ )與樹脂中羥基物質的量n(OH-)的比為1:1-6。
[0016]進一步地，在步驟(3)中，將固液混合物轉入50mL的聚四氟乙烯內襯的反應釜，置于溫度為150 0C恒溫干燥箱內，反應時間為6-24h。
[0017]更進一步地，在步驟(3)中，將固液混合物轉入50mL的聚四氟乙稀內襯的反應爸，置于溫度為150°C恒溫干燥箱內，反應時間為18h。
[0018]進一步地，在步驟(4)中，自然冷卻至室溫，用無水乙醇和去離子水交替洗滌3-6次；110°C恒溫干燥箱干燥10-13h，制得Ti02/AER復合光催化劑。
[0019]有益效果:本發明復合光光催化劑穩定性好，光催化劑活性高，重復使用性強，催化活性優良。
[0020]與現有技術相比，本發明具有如下優點:
[0021](I)本發明的負載型光催化劑不僅實現了 T12在固體小球AER上的固載，而且保證了 AER樹脂的強吸附性能。復合材料由于AER的吸附性能和T12光催化作用相互協同表現出優良的光催化活性。
[0022](2)樹脂上負載的T12顆粒部分覆蓋樹脂表面，這種結構可以較好的協同AER樹脂的吸附性能和T12的光催化作用，加快光催化降解速率，提高反應效率。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發明的純AER和Ti02/AER的XRD圖；
[0024]圖2為本發明的a-Nl，b-N2，c_N4，d_N6( 10000 X )的 SEM照片；
[0025]圖3為本發明的AER表面球形顆粒的EDS譜圖；
[0026]圖4為本發明的純AER和Ti02/AER的FT-1R圖；
[0027]圖5為本發明的不同n(Ti4+)/n(0H—)的Ti02/AER的脫色曲線；
[0028]圖6為本發明的不同反應時間的Ti02/AER的脫色曲線；
[0029]圖7為本發明的不同反應時間的Ti02/AER的XRD圖；
[0030]圖8為本發明的不同光催化劑的重復使用性的圖譜。
【具體實施方式】
[0031]以下通過實施例進一步說明本發明。應該理解的是，這些實施例是本發明的闡釋和舉例，并不以任何形式限制本發明的范圍。
[0032]實施例1
[0033]試劑和儀器
[0034]201X7(717)型強堿性陰離子交換樹脂(上海凌峰化學試劑有限公司)，36%濃鹽酸(AR，上海博河精細化學品有限公司)，氫氧化鈉、無水乙醇(AR，國藥集團化學試劑有限公司)，鈦酸四正丁酯(CP，2 98.0%，國藥集團化學試劑有限公司)，甲基橙(AR，上海試劑三廠)。
[0035]電熱鼓風干燥箱(上海一恒科學儀器有限公司)；754PC紫外可見分光光度計(上海奧譜勒儀器有限公司)；D8系列X-射線粉末衍射儀(德國布魯克公司)、日立S-4800高分辨場發射掃描電鏡(日本日立公司)；FTIR-650傅里葉變換紅外光譜儀(天津港東科技發展股份有限公司)；YZ-GHX-A光化學反應儀(深圳市東露陽實業有限公司)。
[0036]本發明的一種Ti02/AER復合光催化劑的制備方法，包括如下步驟:
[0037](I )AER樹脂預處理;所述樹脂用去離子水清洗至無色后浸泡24h，分離;依次在用2倍體積的5%的NaOH浸泡4h，用去離子水洗至中性;用2倍體積的4%HC1浸泡4h，去離子水洗至中性;使用2倍體積的5 % NaOH浸泡8h，再用去離子水洗至中性;在溫度為80 °C恒溫干燥箱烘干備用，將樹脂從Cl—型轉化為0H—型。
[0038](2)在30mL無水乙醇中加入5.96mL的鈦酸四丁酯，攪拌15min形成透明的淡黃色溶液A;將經預處理的AER加入到溶液A中，繼續攪拌30min;所述鈦原子物質的量n(Ti4+)與樹脂中羥基物質的量η(0Η—)的比為1:1;
[0039](3)將固液混合物轉入50mL的聚四氟乙烯內襯的反應釜，置于溫度為150°C恒溫干燥箱內，反應時間為18h;
[0040](4)自然冷卻至室溫，用無水乙醇和去離子水交替洗滌3次；110°C恒溫干燥箱干燥12h，制得Ti02/AER復合光催化劑，制得樣品NI。
[0041 ] 實施例2
[0042]實施例2與實施例1的區別在于:
[0043]本發明的一種Ti02/AER復合光催化劑的制備方法，包括如下步驟:
[0044]在步驟(I)中，AER樹脂預處理;所述樹脂用去離子水清洗至無色后浸泡26h，分離；依次在用2.5倍體積的4%的NaOH浸泡5h，用去離子水洗至中性；用3倍體積的3%HC1浸泡5h，去離子水洗至中性;3倍體積的4.5 % NaOH浸泡9h，再用去離子水洗至中性;在溫度為80°C恒溫干燥箱烘干備用，將樹脂從Cl-型轉化為OH-型。
[0045]在步驟(2)中，在30mL無水乙醇中加入2.98mL的鈦酸四丁酯，攪拌20min形成透明的淡黃色溶液A;將經預處理的AER加入到溶液A中，繼續攪拌40min;所述鈦原子物質的量η(Ti4+)與樹脂中羥基物質的量η(0Η—)的比為1:2;
[0046]在步驟(3)中，將固液混合物轉入50mL的聚四氟乙烯內襯的反應釜，置于溫度