一种高效光催化氧化剂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种光催化氧化剂及其制备方法，应用于废气和废水处理领域。
【背景技术】
[0002]二氧化钛(T12)由于具有光催化活性高、耐光腐蚀能力强、稳定性好、环境友好、价格相对低廉以及对人体无毒性等优点，已成为光催化降解有机污染物领域中研宄最为深入的一种光催化材料。但T12的禁带较宽，只有能量较高的紫外线才能激发其光催化活性，虽可考虑利用太阳光作为光源，但其中紫外线只占4%左右，光利用效率较低，因此在应用过程中往往需要使用紫外光源。而额外配置的紫外灯以及紫外线对人体潜在的危害限制了T12光催化材料更为广泛的应用。
[0003]为了克服1102光催化材料的上述缺点，需要拓宽T12的禁带范围。目前虽有拓宽T12光响应范围的报道，但其光效率低，制备复杂，成本高，稳定性差，应用受到了限制。本发明经反复试验，发现桑树叶提取物处理纳米1102后，可以有效地拓宽其光响应范围，在可见光区(400-700nm)有强吸收，在吸收可见光后被激发，将电子注入到T12导带，提高T1 2对可见光的利用率，从而促进其对有机污染物的光催化氧化，可应用于废气和废水的处理。该方法还未见文献报道。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种高效光催化氧化剂及其制备方法，该方法主要是应用了创新的桑树叶提取物拓宽T12光响应范围，具有光效率高，制备简单，成本低，稳定性好的特点，可应用于废气和废水的处理。
[0005]本发明的技术方案是:一种高效光催化氧化剂，其特征是，由以下重量份的原料制成:桑树叶提取物10-20份，纳米二氧化钛80-90份。
[0006]所述桑树叶提取物由下述方法制成:将桑树叶55_65°C烘干、粉碎，用95%乙醇加热回流提取4-12h ;过滤，滤液真空蒸馏回收乙醇后再经干燥得桑树叶提取物。所述桑树叶和95%乙醇的重量比为1-3:7-10o
[0007]制备方法:按上述重量份称取各原料；将桑树叶提取物溶于无水乙醇制成饱和溶液，搅拌均匀后，加入纳米二氧化钛，室温下搅拌2-5h，然后置于黑暗中静置16-48h，离心分离得固形物；然后经真空干燥得高效光催化氧化剂。
[0008]本发明有益效果是:
[0009](I)本发明的高效光催化氧化剂，有效地拓宽其光响应范围，在可见光区(400-700nm)有强吸收，如附图1所示提高了 T12对可见光的利用率，比单纯纳米T1 2催化剂的光利用率提高了 12倍，比现有其他方法拓宽T12光响应范围的催化剂光利用率提高了 2-5倍。
[0010](2)本发明的高效光催化氧化剂成本低，与单纯纳米1102催化剂成本相近，是现有其他方法拓宽T12光响应范围的催化剂成本的10-30%。
[0011](3)本发明的高效光催化氧化剂稳定性好，寿命长，可连续运行2年以上。
【附图说明】
[0012]图1为实施例一制备的桑树叶提取物改性的T12高效光催化氧化剂的紫外光-可见光慢反射光谱图。
【具体实施方式】
[0013]以下结合实施例对本发明进行说明。其中所用纳米二氧化钛为锐钛型二氧化钛，粒径1-1OOnm均可。
[0014]实施例一:
[0015](I)将桑树叶10公斤60°C烘干、粉碎，用70公斤95%乙醇加热回流提取，浸提4h，过滤，滤液在60°C真空蒸馏回收乙醇后干燥得桑树叶提取物0.8公斤；
[0016](2)高效光催化氧化剂的制备方法:将桑树叶提取物0.8公斤溶于无水乙醇制成饱和溶液，搅拌均匀后，加入纳米二氧化钛(粒径1nm) 6.4公斤，室温下搅拌3h，然后置于黑暗中静置24h，离心分离得固形物于80°C下真空干燥得高效光催化氧化剂。
[0017]实施例二:
[0018](I)将桑树叶30公斤60°C烘干、粉碎，用300公斤95%乙醇加热回流提取，浸提12h，过滤，滤液在60°C真空蒸馏回收乙醇后干燥得桑树叶提取物2.7公斤；
[0019](2)将桑树叶提取物2.7公斤溶于无水乙醇制成饱和溶液，搅拌均匀后，加入纳米二氧化钛(粒径1nm) 24.3公斤，室温下搅拌3h，然后置于黑暗中静置24h，离心分离得固形物于80°C下真空干燥得高效光催化氧化剂。
[0020]实施例三:
[0021](I)将桑树叶20公斤60°C烘干、粉碎，用160公斤95%乙醇加热回流提取，浸提10h，过滤，滤液在60°C真空蒸馏回收乙醇后干燥得桑树叶提取物1.7公斤；
[0022](2)将桑树叶提取物1.7公斤溶于无水乙醇制成饱和溶液，搅拌均匀后，加入纳米二氧化钛(粒径1nm) 6.8公斤，室温下搅拌3h，然后置于黑暗中静置24h，离心分离得固形物于80°C下真空干燥得高效光催化氧化剂。
[0023]实施例四:
[0024](I)将桑树叶15公斤60°C烘干、粉碎，用60公斤95%乙醇加热回流提取，浸提8h，过滤，滤液在60°C真空蒸馏回收乙醇后干燥得桑树叶提取物1.1公斤；
[0025](2)将桑树叶提取物1.1公斤溶于无水乙醇制成饱和溶液，搅拌均匀后，加入纳米二氧化钛(粒径20nm) 4.4公斤，室温下搅拌3h，然后置于黑暗中静置24h，离心分离得固形物于80°C下真空干燥得高效光催化氧化剂。
[0026]实施例五:
[0027](I)将桑树叶25公斤60°C烘干、粉碎，用75公斤95%乙醇加热回流提取，浸提9h，过滤，滤液在60°C真空蒸馏回收乙醇后干燥得桑树叶提取物2.0公斤；
[0028](2)将桑树叶提取物2.0公斤溶于无水乙醇制成饱和溶液，搅拌均匀后，加入纳米二氧化钛(粒径20nm) 10公斤，室温下搅拌3h，然后置于黑暗中静置24h，离心分离得固形物于80°C下真空干燥得高效光催化氧化剂。
[0029]实施例六:
[0030](I)将桑树叶18公斤60°C烘干、粉碎，用144公斤95%乙醇加热回流提取，浸提6h，过滤，滤液在60°C真空蒸馏回收乙醇后干燥得桑树叶提取物1.5公斤。
[0031](2)将桑树叶提取物1.5公斤溶于无水乙醇制成饱和溶液，搅拌均匀后，加入纳米二氧化钛(粒径20nm) 9公斤，室温下搅拌3h，然后置于黑暗中静置24h，离心分离得固形物于80°C下真空干燥得高效光催化氧化剂。
[0032]本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，在本发明的技术方案的基础上，本领域的技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
【主权项】
1.一种高效光催化氧化剂，其特征是，由以下重量份的原料制成:桑树叶提取物10-20份，纳米二氧化钛80-90份。2.如权利要求1所述的一种高效光催化氧化剂，其特征是，所述桑树叶提取物由下述方法制成:将桑树叶55-65°C烘干、粉碎，用95%乙醇加热回流提取4-12h ;过滤，滤液真空蒸馏回收乙醇后再经干燥得桑树叶提取物。3.如权利要求2所述的一种高效光催化氧化剂，其特征是，所述桑树叶和95%乙醇的重量比为1-3:7-10o4.权利要求1-3中任意一项所述的高效光催化氧化剂的制备方法，其特征是，将桑树叶提取物溶于无水乙醇制成饱和溶液，搅拌均匀后，加入纳米二氧化钛，室温下搅拌2-5h，然后置于黑暗中静置16-48h，离心分离得固形物；然后经真空干燥得高效光催化氧化剂。
【专利摘要】本发明公开了一种高效光催化氧化剂及其制备方法。它由下述原料制成：桑树叶提取物和纳米二氧化钛；将桑树叶提取物溶于无水乙醇制成饱和溶液，搅拌均匀后，加入纳米二氧化钛，室温下搅拌2-5h，然后置于黑暗中静置16-48h，离心分离得固形物；然后经真空干燥即得。本发明的高效光催化氧化剂，有效地拓宽其光响应范围，在可见光区(400-700nm)有强吸收，比单纯纳米TiO2催化剂的光利用率提高了12倍，比现有其他方法拓宽TiO2光响应范围的催化剂光利用率提高了2-5倍。本发明的高效光催化氧化剂成本低，稳定性好，寿命长，可连续运行2年以上。
【IPC分类】B01J31/38
【公开号】CN104984765
【申请号】CN201510410220
【发明人】王美岭, 牛书庆, 杨霞
【申请人】山东晟博生物科技有限公司
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年7月13日