-硅藻土复合光催化剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及催化材料领域，具体涉及一种纳米Ti〇2-娃藻土复合光催化剂及其制 备方法。
【背景技术】
[0002] 人们工作和生活的建筑物周围不可避免的存在着各种有害气体，主要为氡、氨、 苯、甲醛等总挥发性有机化合物(TV0C)，这些有害气体对人体均有着不同程度的危害。而对 这些有害污染物的清除和降解一直是人们备受关注的问题。硅藻土由于具有独特的有序排 列微孔结构、孔隙率高，孔体积大、质量轻、比表面积大、吸附性强以及活性好等特点，能被 用作有害污染物的吸附剂来改善室内的环境。但硅藻土对有害污染物的吸附存在一定的饱 和度，当达到硅藻土的最大吸附量后就不会对有害物质进行消除。目前，主要是将硅藻土与 能有效降解有害污染物的光催化材料进行复合，来提高降解有害污染物的速率，以达到短 时净化的目的。然而，现有的含有硅藻土的复合光催化剂对可见光利用率及对有机污染物 的降解能力仍有限，且催化剂的稳定性较差。
【发明内容】
[0003] 本申请实施例通过提供一种纳米Ti〇2_娃藻土复合光催化剂及其制备方法，解决 了现有技术中复合光催化剂对可见光利用率低及对有机污染物的降解能力低的问题，提高 了复合光催化剂对可见光利用率及对有机污染物的降解能力。
[0004] 为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：
[0005] -方面，本发明实施例提供了一种纳米Ti02-硅藻土复合光催化剂，其原料包括硅 藻土原土、四氯化钛、硫酸铵和铁盐，所述原料的质量配比为：
[0006] 硅藻土原土：四氯化钛=100:80-220，
[0007] 四氯化钛:硫酸铵:铁盐=100:17-66:0-0.7。
[0008] 作为优选，所述铁盐为三价可溶性铁盐或/和二价可溶性铁盐。
[0009] 作为优选，所述纳米Ti〇2_娃藻土复合光催化剂中Ti〇2的平均晶粒尺寸为9.6-13nm〇
[0010] 另一方面，本发明实施例还提供了一种纳米Ti〇2-硅藻土复合光催化剂的制备方 法，包括以下步骤：
[0011] (1)制备含有四氯化钛、硫酸铵和铁盐的酸性混合溶液，再加入硅藻土原土并搅 拌，制得浆液；
[0012] (2)调节所述浆液的pH值，再进行陈化；
[0013] (3)所述陈化后的浆液经过滤、洗涤、干燥、煅烧和研磨后，制得所述纳米Ti02-硅 藻土复合光催化剂。
[0014] 作为优选，所述铁盐为三价可溶性铁盐或/和二价可溶性铁盐。
[0015] 作为优选，所述方法中各原料的质量配比为：
[0016] 娃藻土原土：四氯化钛= 100:80-220，
[0017]四氯化钛:硫酸铵:铁盐=100:17-66:0-0.7。
[0018] 作为优选，所述酸性混合溶液的pH值为1.5-3。
[0019] 作为优选，所述酸性混合溶液中四氯化钛的质量浓度为12.9-32.8g/L。
[0020] 作为优选，所述步骤(2)中，采用碳酸铵溶液或氨水溶液将所述浆液的pH值调至6-8，所述碳酸铵溶液的质量浓度为100_250g/L，所述氨水溶液的质量分数为5%-12%。
[0021]作为优选，所述陈化的温度为20-40°C，所述陈化的时间为2-5h;所述煅烧的工艺 条件为:煅烧温度为480-800°C，升温速度为10_30°C/min，保温时间为1.5-6.5h，煅烧气氛 为空气。
[0022]本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点： [0023] 1.本申请实施例采用硅藻土原土作为光催化剂的载体，而不使用经提纯过的硅藻 土，既省去了硅藻土原土经酸洗、煅烧等复杂的提纯工艺，大大提高了硅藻土原土的利用 率，同时硅藻土原土中含有的微量杂质元素铝、铁和镁等通过本发明的催化剂制备过程，可 与二氧化钛形成离子或半导体掺杂，提高了复合光催化剂对可见光利用率及对有机污染物 的降解能力。
[0024] 2.本申请实施例通过在复合光催化剂的原料中添加适量的铁盐，其可与四氯化钛 共沉淀，形成铁元素与二氧化钛的离子掺杂或半导体掺杂，可以有效的提高复合光催化剂 对可见光利用率及对有机污染物的降解能力。
[0025] 3.本申请实施例在制备复合光催化剂时，先制备含有四氯化钛、硫酸铵和铁盐的 混合溶液，再加入硅藻土原土制成浆液，代替常规的先配置硅藻土浆液再加入四氯化钛等 原料的方法，避免了该常规方法中先配置硅藻土浆液所产生的竞争吸附问题，有利于硅藻 土原土对四氯化钛等原料的吸附作用，使二氧化钛在硅藻土原土上直接结晶后能与硅藻土 形成紧密的结合，大大抑制了二氧化钛在硅藻土表面及微孔中的团聚。
【附图说明】
[0026] 图1为本发明实施例1和对比例分别制备的光催化剂的紫外可见漫反射谱对比图。
【具体实施方式】
[0027]下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。 [0028] 实施例1
[0029]将硅藻土原矿去除泥沙并干燥，制得硅藻土原土备用；将17kg四氯化钛配制成质 量分数为50 %的四氯化钛溶液，将5.61kg硫酸铵配成质量浓度为200g/L的硫酸铵溶液，将 四氯化钛溶液和硫酸铵溶液分别缓慢加入到600L pH为3的盐酸溶液中并强力搅拌30min， 制得含有四氯化钛和硫酸铵的酸性混合溶液，该酸性混合溶液的pH仍为3,其中四氯化钛的 质量浓度为26. Og/L;向该酸性混合溶液中加入娃藻土原土 10kg，并强力搅拌30min，制得楽； 液；向该浆液中加入质量浓度为l〇〇g/L的碳酸铵溶液，将该浆液的pH值调至6，然后进行陈 化，陈化温度为28°C，陈化时间为3h;将陈化后的浆液过滤并对滤饼多次洗涤，然后将滤饼 干燥，再研磨成粉末，最后转入炉中煅烧，其中干燥温度为80°C，煅烧的工艺条件为:煅烧温 度为480°C，升温速度为10°C/min，保温时间为2h，煅烧气氛为空气，煅烧后得到的粉末即为 纳米Ti〇2_娃藻土复合光催化剂。
[0030] 实施例2
[0031]将硅藻土原矿去除泥沙并干燥，制得硅藻土原土备用；将22kg四氯化钛配制成质 量分数为50 %的四氯化钛溶液，将7.26kg硫酸铵配成质量浓度为200g/L的硫酸铵溶液，将 四氯化钛溶液和硫酸铵溶液分别缓慢加入到600L pH为2的盐酸溶液中并强力搅拌30min， 制得含有四氯化钛和硫酸铵的酸性混合溶液，该酸性混合溶液的pH仍为2,其中四氯化钛的 质量浓度为32.8g/L;向该酸性混合溶液中加入娃藻土原土 10kg，并强力搅拌30min，制得楽； 液；向该浆液中加入质量浓度为250g/L的碳酸铵溶液，将该浆液的pH值调至7，然后进行陈 化，陈化温度为20°C，陈化时间为5h;将陈化后的浆液过滤并对滤饼多次洗涤，然后将滤饼 干燥，再研磨成粉末，最后转入炉中煅烧，其中干燥温度为80°C，煅烧的工艺条件为:煅烧温 度为600°C，升温速度为15°C/min，保温时间为1.5h，煅烧气氛为空气，煅烧后得到的粉末即 为纳米Ti〇2_娃藻土复合光催化剂。
[0032] 实施例3
[0033]将硅藻土原矿去除泥沙并干燥，制得硅藻土原土备用；将12kg四氯化钛配制成质 量分数为50 %的四氯化钛溶液，将2.64kg硫酸铵配成质量浓度为200g/L的硫酸铵溶液，将 四氯化钛溶液和硫酸铵溶液分别缓慢加入到6