本发明涉及光催化材料技术领域,尤其涉及一种光催化剂的制备方法。
背景技术:
光催化剂就是通俗意义上讲触媒就是催化剂的意思,光触媒顾名思义就是光催化剂。催化剂是加速化学反应的化学物质,其本身并不参与反应。光催化剂就是在光子的激发下能够起到催化作用的化学物质的统称。
光催化技术的低能耗、易操作、无二次污染等特点,在环境污染治理领域具有广阔的应用前景。常用的光催化剂主要为TiO2、ZnO、CdS等半导体材料,它们在紫外线的照射下价带电子会被激发到导带,从而产生具有很强反应活性的电子一空穴对。电子一空穴对迁移至半导体表面后,通过发生氧化还原反应从而起到降解污染物的作用,传统的复合型光催化剂在制备过程中极易出现包裹的现象,严重影响了光生电子的传输,使得其不能够更好的被利用,从而使得器的活性与稳定性受到较大的影响,因此,我们提出了一种光催化剂的制备方法。
技术实现要素:
本发明提出了一种光催化剂的制备方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明提出了一种光催化剂的制备方法,包括如下步骤:
S1、选取钛源、锌源、锆源与镉源为主原料,并将选取的钛源、锌源、锆源与镉源放置到容器中,浸泡于68-78%的酒精中进行消毒10-30分钟;
S2、将S1中消毒后的钛源、锌源、锆源与镉源移至超声波共振仪中,共振时间为5-8分钟,且保持温度为36-40摄氏度,从而对其表面进一步进行处理,完成后进行风干;
S3、将钛源、锌源、锆源与镉源依次移至粉碎装置内,对其进行粉碎混合,且筛选直径为12-20mm的颗粒,得出混合颗粒;
S4、将玻璃纤维布移至250-300摄氏度下煅烧90-120min,以获取处理后的玻璃纤维布;
S5、将混合颗粒移至氢氧化钠溶液中,且需氢氧化钠溶液漫过混合颗粒,实时搅拌状态下,加入硫酸锌,生成白色沉淀后,得到初步溶液,并将初步溶液;
S6、将S4中处理的玻璃纤维布上,反应15-20分钟后,并且向其中加入冰乙酸、无水乙醇与盐溶液,不断的进行搅拌;
S7、将上述经过处理的玻璃纤维布浸入所述的初步溶液中5-15分钟,然后移至100-120摄氏度下进行烘干处理;
S8、并将烘干处理得到的玻璃纤维布至于350-540摄氏度下进行煅烧3-4h,从而得到基材;
S9、将S8中的基材浸入混合金属溶液中5-12分钟,再次然后放置到氢氧化钠溶液中,并在紫外灯的照射下5-8h,且保持温度为45-60摄氏度,最后得到光催化剂。
优选的,在S9中的混合金属溶液为银溶液、铬溶液、镍溶液与钴溶液,且银溶液、铬溶液、镍溶液与钴溶液的重量比为0.9:0.7:0.5:0.8,且混合金属溶液与水的重量比为0.3:1。
优选的,在S6中的冰乙酸、无水乙醇与盐溶液的重量比为0.9:0.5:0.2。
优选的,在S9中的基材在氢氧化钠溶液中浸入时需保持密封,且内部为真空状态。
优选的,所述钛源为四氯化钛、二氧化钛、硫酸钛或者钛酸中的一种或者多种。
优选的,所述锌源为氧化锌、二氧化锌或者硫酸锌中的一种或者多种。
优选的,所述锆源为含锆的天然硅酸盐或者二氧化锆,所述镉源为硫化镉或者是硫酸镉。
优选的,钛源、锌源、锆源与镉源的摩尔比为2:1:0.5:1。
本发明通过钛源、锌源、锆源与镉源的光催化物质掺杂而成,拓宽了光催化响应波长范围,使得了在可见光条件下具有更高的光催化效率,大大降低资源的浪费,且非常环保,提高了对污染物的降解效率,有利于光生电子的移动,使得其具有优良的活性与稳定性,且简单方便,能够大批量生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例来对本发明做进一步说明。
实施例1
本发明提出了一种光催化剂的制备方法,包括如下步骤:
S1、选取钛源、锌源、锆源与镉源为主原料,并将选取的钛源、锌源、锆源与镉源放置到容器中,浸泡于68%的酒精中进行消毒10分钟;
S2、将S1中消毒后的钛源、锌源、锆源与镉源移至超声波共振仪中,共振时间为5分钟,且保持温度为36摄氏度,从而对其表面进一步进行处理,完成后进行风干;
S3、将钛源、锌源、锆源与镉源依次移至粉碎装置内,对其进行粉碎混合,且筛选直径为12mm的颗粒,得出混合颗粒;
S4、将玻璃纤维布移至250摄氏度下煅烧90min,以获取处理后的玻璃纤维布;
S5、将混合颗粒移至氢氧化钠溶液中,且需氢氧化钠溶液漫过混合颗粒,实时搅拌状态下,加入硫酸锌,生成白色沉淀后,得到初步溶液,并将初步溶液;
S6、将S4中处理的玻璃纤维布上,反应15分钟后,并且向其中加入冰乙酸、无水乙醇与盐溶液,不断的进行搅拌;
S7、将上述经过处理的玻璃纤维布浸入所述的初步溶液中5分钟,然后移至100摄氏度下进行烘干处理;
S8、并将烘干处理得到的玻璃纤维布至于350摄氏度下进行煅烧3h,从而得到基材;
S9、将S8中的基材浸入混合金属溶液中5分钟,再次然后放置到氢氧化钠溶液中,并在紫外灯的照射下5h,且保持温度为45摄氏度,最后得到光催化剂。
在S9中的混合金属溶液为银溶液、铬溶液、镍溶液与钴溶液,且银溶液、铬溶液、镍溶液与钴溶液的重量比为0.9:0.7:0.5:0.8,且混合金属溶液与水的重量比为0.3:1。
在S6中的冰乙酸、无水乙醇与盐溶液的重量比为0.9:0.5:0.2。
在S9中的基材在氢氧化钠溶液中浸入时需保持密封,且内部为真空状态。
所述钛源为四氯化钛、二氧化钛、硫酸钛或者钛酸中的一种或者多种。
所述锌源为氧化锌、二氧化锌或者硫酸锌中的一种或者多种。
所述锆源为含锆的天然硅酸盐或者二氧化锆,所述镉源为硫化镉或者是硫酸镉。
钛源、锌源、锆源与镉源的摩尔比为2:1:0.5:1。
实施例2
本发明提出了一种光催化剂的制备方法,包括如下步骤:
S1、选取钛源、锌源、锆源与镉源为主原料,并将选取的钛源、锌源、锆源与镉源放置到容器中,浸泡于70%的酒精中进行消毒15分钟;
S2、将S1中消毒后的钛源、锌源、锆源与镉源移至超声波共振仪中,共振时间为6分钟,且保持温度为37摄氏度,从而对其表面进一步进行处理,完成后进行风干;
S3、将钛源、锌源、锆源与镉源依次移至粉碎装置内,对其进行粉碎混合,且筛选直径为14mm的颗粒,得出混合颗粒;
S4、将玻璃纤维布移至260摄氏度下煅烧100min,以获取处理后的玻璃纤维布;
S5、将混合颗粒移至氢氧化钠溶液中,且需氢氧化钠溶液漫过混合颗粒,实时搅拌状态下,加入硫酸锌,生成白色沉淀后,得到初步溶液,并将初步溶液;
S6、将S4中处理的玻璃纤维布上,反应17分钟后,并且向其中加入冰乙酸、无水乙醇与盐溶液,不断的进行搅拌;
S7、将上述经过处理的玻璃纤维布浸入所述的初步溶液中10分钟,然后移至110摄氏度下进行烘干处理;
S8、并将烘干处理得到的玻璃纤维布至于380摄氏度下进行煅烧3.4h,从而得到基材;
S9、将S8中的基材浸入混合金属溶液中10分钟,再次然后放置到氢氧化钠溶液中,并在紫外灯的照射下6h,且保持温度为50摄氏度,最后得到光催化剂。
在S9中的混合金属溶液为银溶液、铬溶液、镍溶液与钴溶液,且银溶液、铬溶液、镍溶液与钴溶液的重量比为0.9:0.7:0.5:0.8,且混合金属溶液与水的重量比为0.3:1。
在S6中的冰乙酸、无水乙醇与盐溶液的重量比为0.9:0.5:0.2。
在S9中的基材在氢氧化钠溶液中浸入时需保持密封,且内部为真空状态。
所述钛源为四氯化钛、二氧化钛、硫酸钛或者钛酸中的一种或者多种。
所述锌源为氧化锌、二氧化锌或者硫酸锌中的一种或者多种。
所述锆源为含锆的天然硅酸盐或者二氧化锆,所述镉源为硫化镉或者是硫酸镉。
钛源、锌源、锆源与镉源的摩尔比为2:1:0.5:1。
实施例3
本发明提出了一种光催化剂的制备方法,包括如下步骤:
S1、选取钛源、锌源、锆源与镉源为主原料,并将选取的钛源、锌源、锆源与镉源放置到容器中,浸泡于76%的酒精中进行消毒25分钟;
S2、将S1中消毒后的钛源、锌源、锆源与镉源移至超声波共振仪中,共振时间为7分钟,且保持温度为39摄氏度,从而对其表面进一步进行处理,完成后进行风干;
S3、将钛源、锌源、锆源与镉源依次移至粉碎装置内,对其进行粉碎混合,且筛选直径为18mm的颗粒,得出混合颗粒;
S4、将玻璃纤维布移至290摄氏度下煅烧110min,以获取处理后的玻璃纤维布;
S5、将混合颗粒移至氢氧化钠溶液中,且需氢氧化钠溶液漫过混合颗粒,实时搅拌状态下,加入硫酸锌,生成白色沉淀后,得到初步溶液,并将初步溶液;
S6、将S4中处理的玻璃纤维布上,反应19分钟后,并且向其中加入冰乙酸、无水乙醇与盐溶液,不断的进行搅拌;
S7、将上述经过处理的玻璃纤维布浸入所述的初步溶液中13分钟,然后移至115摄氏度下进行烘干处理;
S8、并将烘干处理得到的玻璃纤维布至于500摄氏度下进行煅烧3.8h,从而得到基材;
S9、将S8中的基材浸入混合金属溶液中10分钟,再次然后放置到氢氧化钠溶液中,并在紫外灯的照射下7h,且保持温度为55摄氏度,最后得到光催化剂。
在S9中的混合金属溶液为银溶液、铬溶液、镍溶液与钴溶液,且银溶液、铬溶液、镍溶液与钴溶液的重量比为0.9:0.7:0.5:0.8,且混合金属溶液与水的重量比为0.3:1。
在S6中的冰乙酸、无水乙醇与盐溶液的重量比为0.9:0.5:0.2。
在S9中的基材在氢氧化钠溶液中浸入时需保持密封,且内部为真空状态。
所述钛源为四氯化钛、二氧化钛、硫酸钛或者钛酸中的一种或者多种。
所述锌源为氧化锌、二氧化锌或者硫酸锌中的一种或者多种。
所述锆源为含锆的天然硅酸盐或者二氧化锆,所述镉源为硫化镉或者是硫酸镉。
钛源、锌源、锆源与镉源的摩尔比为2:1:0.5:1。
实施例4
本发明提出了一种光催化剂的制备方法,包括如下步骤:
S1、选取钛源、锌源、锆源与镉源为主原料,并将选取的钛源、锌源、锆源与镉源放置到容器中,浸泡于78%的酒精中进行消毒30分钟;
S2、将S1中消毒后的钛源、锌源、锆源与镉源移至超声波共振仪中,共振时间为8分钟,且保持温度为40摄氏度,从而对其表面进一步进行处理,完成后进行风干;
S3、将钛源、锌源、锆源与镉源依次移至粉碎装置内,对其进行粉碎混合,且筛选直径为20mm的颗粒,得出混合颗粒;
S4、将玻璃纤维布移至300摄氏度下煅烧120min,以获取处理后的玻璃纤维布;
S5、将混合颗粒移至氢氧化钠溶液中,且需氢氧化钠溶液漫过混合颗粒,实时搅拌状态下,加入硫酸锌,生成白色沉淀后,得到初步溶液,并将初步溶液;
S6、将S4中处理的玻璃纤维布上,反应20分钟后,并且向其中加入冰乙酸、无水乙醇与盐溶液,不断的进行搅拌;
S7、将上述经过处理的玻璃纤维布浸入所述的初步溶液中15分钟,然后移至120摄氏度下进行烘干处理;
S8、并将烘干处理得到的玻璃纤维布至于540摄氏度下进行煅烧4h,从而得到基材;
S9、将S8中的基材浸入混合金属溶液中12分钟,再次然后放置到氢氧化钠溶液中,并在紫外灯的照射下8h,且保持温度为60摄氏度,最后得到光催化剂。
在S9中的混合金属溶液为银溶液、铬溶液、镍溶液与钴溶液,且银溶液、铬溶液、镍溶液与钴溶液的重量比为0.9:0.7:0.5:0.8,且混合金属溶液与水的重量比为0.3:1。
在S6中的冰乙酸、无水乙醇与盐溶液的重量比为0.9:0.5:0.2。
在S9中的基材在氢氧化钠溶液中浸入时需保持密封,且内部为真空状态。
所述钛源为四氯化钛、二氧化钛、硫酸钛或者钛酸中的一种或者多种。
所述锌源为氧化锌、二氧化锌或者硫酸锌中的一种或者多种。
所述锆源为含锆的天然硅酸盐或者二氧化锆,所述镉源为硫化镉或者是硫酸镉。
钛源、锌源、锆源与镉源的摩尔比为2:1:0.5:1。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。