。
[0026] 上述步骤④中,优选将步骤③所得前驱液置于高压釜中,在110~200°C下保温 2~24h,既得。
[0027] 上述制备方法中,优选包括后处理的步骤:将步骤④所得产物进行抽滤、洗涤后, 在120~150°C下进行干燥处理,得到介孔WxTi02+3x/Si〇3凝胶复合光催化剂。
[0028] 上述抽滤过程中,当沉淀中不含有SO广抽滤完成,并再用乙醇清洗两次,防止粉体 在干燥过程中发生硬团骤。其中,检测沉淀中是否含有S0,,是把从抽滤漏斗中流出的液 体滴入BaCl2溶液中,看其是否产生沉淀。若不产生沉淀,则表明此时抽滤出的液体中不含 S0,,进一步说明水热合成得到的沉淀已经不含S0,,抽滤完成。
[0029] 本发明所述WxTi02+3x/Si02气凝胶复合光催化剂的制备方法中,所述前驱液中还包 括模板剂,所述模板剂为用于孔结构形成的模板剂;进一步地,所述模板剂优选加入310 2气 凝胶分散液中,特别地,是将SiO2气凝胶分散于溶剂中,得SiO2气凝胶分散液;然后向分散 液中加入模板剂。
[0030] 本发明优选所述模板剂与SiO2气凝胶分散液的比为0~5g(不含0) : 25mL。
[0031] 上述方法中,优选所述模板剂为天然高分子微球、合成聚合物微球、细菌纤维素、 阔叶植物叶子。进一步地,所述模板剂天然高分子微球为淀粉微球;所述合成聚合物微球为 聚酰亚胺微球。
[0032] 上述方法中,优选将细菌纤维素或阔叶植物叶子去除杂质后,打碎制成浆料或粉 末后作为模板剂使用。使用时,浆料与SiO2气凝胶分散液的比为0~IOml: 25mL(不含0); 粉末与SiO2气凝胶分散液的比为0~5g(不含0) :25mL。
[0033] 本发明在制备介孔WxTi02+3x/Si02气凝胶复合光催化剂过程中加入阔叶植物叶子 为模板剂的优点是:以阔叶植物的绿色叶子为模板剂,在水热合成时,气凝胶会被叶子细胞 的细胞壁分割成大小不一、类似叶细胞自然形态的结构的粒子。这种叶细胞的结构是自然 经过千万年长期进化的结果,具有良好的连贯的通道便于物质间的扩散;同时也能使最大 量的光照射到光催化材料上,提高光线的利用率,因而能够最大程度地提高材料的吸附效 率及光催化活性。加入细菌纤维素为模板剂的优点是:由于细菌纤维素存在大的网络间隔 可以使气凝胶均匀分布于网络中,在一定程度上使得所制备的介孔光催化材料具有更高的 孔容积和比表面积;并且,由于细菌纤维素网络表面为-OH基团,也可以成为1102-103复合 粒子生长沉积的点,在一定程度上促进了 1102-103复合粒子的沉积,从而提高样品的光催 化活性。
[0034] 本发明的有益效果为:本发明所用SiO2气凝胶是一种具有高比表面积和孔体积的 轻质介孔材料,具有高效的吸附性能,能够有效吸附空气、水中的有害污染物。为了同时发 挥SiO2气凝胶的高效吸附性能和WO 3-11〇2光催化剂的光催化性能,本发明以常压干燥制备 的SiO2气凝胶为载体,通过醇水热法合成介孔W;1102+3!£/5102气凝胶复合光催化材料,所制 备的介孔WxTi02+3x/Si02气凝胶复合材料不仅具有高效的吸附性能,而且具有优异的可见光 催化性能,吸附/光催化协同作用,可以更为有效地清除空气、水中的有害污染物,在空气 净化、水净化等环境净化领域具有广阔的应用前景。
【附图说明】
[0035] 图I(a)~(c)为实施例1~实施例8所得产品的XRD谱图,由图可见,所制备的 WxTi02+3x/Si02n凝胶复合光催化剂都呈现出锐钛矿型晶相结构。
[0036] 图2 (a)~(c)为实施例1~实施例8的N2吸附/脱附等温线,由图可见,所有样 品都具有介孔结构特点。
[0037] 图3(a)~(c)为实施例1~实施例8的孔径分布曲线,由图可见,所制备的 WxTi02+3x/Si02气凝胶复合光催化剂孔径为3~20nm。
[0038] 图4(a)~(c)为实施例1~实施例8所得产品的吸附/可见光催化曲线,由图可 见,所制备的WxTi02+3x/Si02气凝胶复合光催化剂在前30min的暗室吸附中已呈现出较高的 吸附去除罗丹明B(RHB)能力,光照后,随着可见光催化的进行,对罗丹明B的吸附/光催化 降解能力进一步提尚。
【具体实施方式】
[0039] 下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明,但不以 任何方式限制本发明。
[0040] 下述实施例中所述试验方法,如无特殊说明,均为常规方法;所述试剂和材料,如 无特殊说明,均可从商业途径获得。
[0041] 下面以具体实施例对本发明进行进一步的说明,不以任何方式限制本
【发明内容】
。 下面实施例中,对制得的介孔WxTi02+3x/Si02气凝胶光催化剂性能测定中:
[0042] (1)利用以队为载气的SSA-4200型BET孔径及比表面积分析仪测定介孔 WxTi02+3x/Si02气凝胶光催化剂的比表面积、孔径分布、孔体积及平均孔径。
[0043] (2)利用X射线衍射仪(D/max-3B,XRD)分析所合成的的晶相组成,采用CuKa射 线,管电压40.OkV,电流20mA。
[0044] (3)通过吸附降解罗丹明B溶液实验测定介孔WxTi02+3x/Si02气凝胶复合光催化 剂的吸附/光催化性能。将〇. 2gWxTi02+3x/Si02气凝胶复合光催化剂放入200ml浓度为 2XKT5moVL的罗丹明B溶液中,在暗室中吸附30min后,打开高压汞灯(可见光),继续光 照210min。在吸附阶段,每隔IOmin用TU1810PC紫外可见分光光度计测定此时罗丹明B溶 液在560nm处的吸光度,并通过吸光度-浓度直线求出此时罗丹明B溶液的浓度;在光照阶 段,每隔30min测定罗丹明B溶液的浓度。
[0045] 下述实施例中所述3;102气凝胶按下述方法制得:
[0046] ①硅酸溶液的配制:将模数=3. 38的工业水玻璃用去离子水按V工业水玻璃:、离子水 =1:4比例稀释,然后用强酸性苯乙烯阳离子交换树脂进行离子交换,得pH= 2. 5的硅酸 溶液;
[0047] ②采用0.IM的NaOH或氨水溶液将所得娃酸溶液的pH调至5. 5,室温下进行陈化 处理,使其胶凝成为SiO2凝胶;
[0048] ③对SiO2凝胶进行表面改性/溶剂替换处理:改性剂由乙醇/三甲基氯硅烷/正 己烷试剂组成,乙醇/三甲基氯硅烷的体积比1:1. 5,正己烷的用量为能够完全浸没凝胶块 为最低加入量,改性处理时间48h;完成后用正己烷清洗改性后的湿凝胶(改性处理方法可 参考专利CN100574863CTiO2-SiO2复合气凝胶及其制备方法);
[0049] ④对改性处理后的凝胶进行常压干燥处理,即缓慢升温在120~150°C条件下保 温干燥2h或者依次在60°C、80°C、120°C、150°C下各保温干燥2h,得到3102气凝胶。
[0050] 实施例1
[0051] 每50ml前驱液加入0? 9gSi〇3凝胶制备介孔WxTi02+3x/Si〇3凝胶光催化剂
[0052] ①先向2个100mL高压釜中加入25ml的乙醇水溶液,乙醇/水体积比为1:1,然后 加入0. 9gSiO2气凝胶,搅拌30min得到SiO2气凝胶的乙醇水分散液。
[0053] ②配制Ti(SO4) 2与H2W04混合溶液
[0054] 把12gTi(SO4) 2加入到50ml乙醇水溶液中,乙醇/水体积比为1:1,得到50ml浓 度为1111〇1/1的11(504)2溶液。
[0055] 配制IOml浓度为0. 5mol/L的似2104溶液,利用苯乙稀阳离子交换树脂进行离子 交换,得到浓度为〇? 5mol/L的H2WO4溶液。
[0056] 取2mlH2WO4加入到50mlTi(S0 4) 2溶液中,搅拌30min,使其混合均勾,得到 Ti(SO4)2M2WOJg合溶液
[0057] ③配制醇水热合成前驱液
[0058] 向2个100mL高压釜中分别加入第②步得到的Ti(SO4VH2WOJg合溶液25ml,每