专利名称：具有可见光响应的羟基氧化镍(铁)光催化剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种光催化剂，特别是涉及一种具有可见光响应的光催化剂。本发明还涉及上述催化剂的制备方法。本发明还涉及上述催化剂的用途。
背景技术：
半导体光催化技术是近30年来研究的比较广泛的水处理方法，从1976年开始，人 们对半导体光催化技术能否用于污染控制产生了浓厚的兴趣并开始对其进行了详尽的研 究，取得了可喜的成绩。在70年代光催化技术发展缓慢，80年代发展速度明显加快，从90 年代开始光催化技术进入了高速发展期。总之，近年来光催化研究与开发工作呈快速上升 势头，每年都有大量关于光催化研究方面的文献报道，并且数量急速增加。基于半导体的光 催化技术对烃类、多环芳烃、商化芳烃化合物、染料、表面活性剂、农药、油类、氰化物等都能 有效地进行脱色、去毒、矿化为无毒、无机小分子物质，从而实现空气净化、重金属还原、饮 用水深度处理和水体中的有机污染物的降解等，具有重要的和潜在的应用价值。半导体光 催化技术具有低能耗、易操作的特点，能使几乎所有有机污染物降解到二氧化碳、水和其它 无机物，不产生二次污染，是目前光化学方法应用于污染控制的诸多研究中的一个热点，也 是一种很有应用前景的水处理技术。
发明内容
本发明的意义在于提供一种具有可见光响应的光催化剂，这种氧化物光催化剂， 既能有效的被可见光激发，又能保持良好的稳定性和较高的催化活性，同时制备工艺简单、 成本低廉。本发明提供的光催化剂是由半导体氧化物颗粒组成，其特征在于该催化剂是由羟 基氧化镍、羟基氧化铁中的一种或两种成分组成。羟基氧化物粒子直径在5纳米到10微米 之间。本发明的具有可见光响应的羟基氧化镍(铁)光催化剂的制备方法如下羟基氧化镍的制备方法将一定量的可溶性金属镍盐溶于一定量的去离子水中，然后加入一定量的氢氧化 钾，剧烈搅拌IOmin后，再加入一定量的双氧水，将上述溶液转入IOOmL反应釜中，在30 80°C晶化1 12小时，反应完毕后反应釜自然冷却至室温，所得沉淀用去离子水洗涤至中 性，所得产物在60°C下真空干燥3小时，得最终产物。其中，上述过程中的双氧水质量浓度 为 30%。羟基氧化铁的制备方法将一定量的可溶性铁盐溶于一定量的乙醇和去离子水中，再加入一定量的硝酸 钠，搅拌均勻后将上述溶液转入50mL反应釜中，在80 160°C晶化1 6小时，反应完毕后反应釜自然冷却至室温，所得沉淀用去离子水洗涤至中性，所得产物在60°C下真空干燥 3小时，得最终产物本发明的具有可见光响应的光催化剂可用于空气、废水、地表水及饮用水中的有 机污染物和重金属离子的光催化处理。
具体实施方案实施方案1将0. Olmol的氯化镍溶于35ml去离子水中，然后加入0. 02mol的氢氧化钾，剧烈 搅拌IOmin后，再加入45ml双氧水溶液，将上述溶液转入IOOmL反应釜中，在40°C晶化6小 时，反应完毕后反应釜自然冷却至室温，所得沉淀用去离子水洗涤至中性，所得产物在60°C 下真空干燥3小时，得最终产物。实施方案2将0. Olmol的氯化铁溶于20ml去离子水和20ml乙醇中，然后加入0. 04mol的硝 酸钠，将上述溶液转入50mL反应釜中，在100°C晶化2小时，反应完毕后反应釜自然冷却至 室温，所得沉淀用去离子水洗涤至中性，所得产物在60°C下真空干燥3小时，得最终产物。实施方案3将实施方案1中的氯化镍变为硝酸镍，其它条件不变。实施方案4将实施方案1中的氯化镍变为硫酸镍，其它条件不变。实施方案5将实施方案1中的晶化时间由6小时变为3小时，其它条件不变。实施方案6将实施方案1中的晶化时间由6小时变为12小时，其它条件不变。实施方案7将实施方案1中的晶化温度由40°C变为60°C，其它条件不变。实施方案8将实施方案1中的晶化温度由40°C变为30°C，其它条件不变。实施方案9将实施方案2中的氯化铁变为硝酸铁，其它条件不变。实施方案10将实施方案2中的晶化时间由2小时变为6小时，其它条件不变。实施方案11将实施方案2中的晶化温度由100°C变为120°C，其它条件不变。实施方案12将实施方案2中的晶化时间由2小时变为4小时，其它条件不变。实施方案13将实施方案2中的晶化温度由100°C变为80°C，其它条件不变。本发明所制得的光催化剂可负载于载体上，本发明不限于以上实施方案。
权利要求
一种可见光响应的氧化物光催化剂，其特征在于该光催化剂的成份是羟基氧化镍、羟基氧化铁中的一种或两种成份组成；氧化物直径在5纳米到10微米之间；
2.一种羟基氧化镍光催化剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤将一定量的可溶性金属镍盐溶于一定量的去离子水中，然后加入一定量的氢氧化钾， 剧烈搅拌IOmin后，再加入一定量的双氧水，将上述溶液转入IOOmL反应釜中，在30 80°C 晶化1 12小时，反应完毕后反应釜自然冷却至室温，所得沉淀用去离子水洗涤至中性， 所得产物在60°C下真空干燥3小时，得最终产物，其中，上述过程中的双氧水质量浓度为 30% ；
3.一种羟基氧化铁光催化剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤将一定量的可溶性铁盐溶于一定量的乙醇和去离子水中，再加入一定量的硝酸钠，搅 拌均勻后将上述溶液转入50mL反应釜中，在80 160°C晶化1 6小时，反应完毕后反应 釜自然冷却至室温，所得沉淀用去离子水洗涤至中性，所得产物在60°C下真空干燥3小时， 得最终产物；
4.权利要求1所述的催化剂或由权利要求2、3所述方法制备得到的催化剂用于空气、 废水、地表水及饮用水中的有机污染物和重金属离子的光催化处理。
全文摘要
本发明涉及一种具有可见光响应的氧化物光催化剂及其制备方法，属于无机纳米光催化材料领域。该催化剂由羟基氧化镍、羟基氧化铁半导体中的一种或两种成分组成。本发明制备的光催化剂在较宽的波长范围内具有光催化活性，能够在紫外光、可见光或自然光辐射下光分解净化处理有毒有害化学物质。
文档编号B01J23/755GK101966459SQ20101027156
公开日2011年2月9日 申请日期2010年9月3日 优先权日2010年9月3日
发明者宋立民 申请人:天津工业大学