专利名称:一种直接以植物为原料制备光催化剂的方法
一种直接以植物为原料制备光催化剂的方法所属技术领域：
本发明涉及一种直接以某些植物制备光催化剂的方法。
背景技术：
目前环境污染问题已成为一个直接威胁人类生存而亟待解决的焦点问题。由于许多传统 治理方法在消除污染物时，投入较大，时效较短。而光催化应用于环境污染治理，由T它可 把污染物氧化成二氧化碳和水，因而从一开始就受到各国研究人员的高度重视。因此，新的 光催化剂制备是目前最为关注的前沿和最具挑战性的课题，寻求廉价、环境友好并具有高性 能的光催化材料将是光催化发展进一步走向实用化的必然趋势。目前常使用的光催化剂主要包括二氧化钛(Ti02)、氧化锌(ZnO)、氧化锡(SnO》、二氧化 锆(ZiU)、硫化镉(CdS)等多种氧化物硫化物半导体，制备这些光催化剂的方法有很多。例如， 公开号1660485发明专利申请"具有可见光活性的氧化锌光催化剂及其制备方法"，它是通过 将二水乙酸锌和聚乙烯吡咯烷酮分别溶于乙二醇，搅拌，加热，冷凝冋流，抽滤、洗涤，干 燥和焙烧得到具有可见光活性的氧化铎催化剂。公开号1792458发明专利巾请"-种载铂硫 化镉光催化剂的制备方法"该方法首先将选择醋酸镉为原料，在30(TC 60(TC温度范围内 热分解lh得到氧化镉前驱体；然后在200'C 40(TC温度下对氧化镉前驱体热硫化4h，得到 硫化镉，并将硫化镉以光还原法负载贵金属铂得到铂硫化镉光催化剂。这些方法都得使用有 机试剂，成本高、难去除，有污染并且操作复杂。目前，生物模板由丁-具有丰富、低成本、 无污染、容易去除和提供新颖摸板等特点已成为一个研究的重要领域。例如，公开号1587209 发明专利申请"利用植物模板制备多孔氧化物分子筛的方法"，但该方法采用了氧气氛高温处 理，条件苛刻，并且该专利未详细的说明了其产物的物理、化学性质。公开号101069842发 明专利申请"以植物皮、膜为模板制备介孔二氧化钛光催化剂的方法"里蒜、葱、西红柿、 芒果、葡萄、草芽和芦苇等植物的皮、膜作为模板，通过浸渍法及高温焙烧制备出具有特殊 形态、高催化活性的介孔锐钛矿晶形二氧化钛。在该方案中用到了钛前驱体，且工艺复杂。 目前还没有一种制备光催化剂的方法是不消耗任何前驱体的。本发明涉及一种直接以植物为 原料经过预处理后直接制备光催化剂的方法，在本发明中不消耗任何前驱体，且工艺简单。
发明内容
本发明的目的是提供一种稳定、可靠、低成本的高效光催化剂一-直接以植物为原料制备 光催化剂的方法。( )本发明的制备该方法以植物为原料，其具体步骤为把植物的根、茎、叶、穗、花剪开后分别为原料 进行预处理、烘千、焙烧。所述植物可以是禾本科(如竹子、小麦、水稻、狗尾巴草(Setaria viridis (L.) Beauv.)、 甘蔗、芦苇、茅草)，兰科(如花叶开唇兰(Anoectochilus forraosanus Hay))等单子叶植 物以及毛茛科(如将军草(Pulsatilla chinensis))，豆科(马豆草(Vicia sativa L.))， 杜鹃花科(如杜鹃花)，茜草科(如九节木(Psychotria rubra (Lour. ) Poir.))。所述植物的预处理为将剪断的植物的根、茎、叶、穗、花取10g分别用浓度为0. l 5mol七一1 的表面活性剂溶液浸泡1 7天，然后用蒸馏水洗涤4 5次；植物的烘干温度为60 10(TC; 植物的焙烧温度为300 800°C，焙烧时间为2h 24h。 (二)本发明光催化活性效果及评价空气中染料(亚甲基紫、罗丹明)降解反应作为光催化活性评价的模型反应。30W紫外 灯和太阳光作为光源,催化剂用量约为25mg，染料的浓度为20mg/ml。在进行紫外光催化实验时,用一片可让300 nma〈410nm通过的干扰滤光片，这个波段是较为典型的紫外光范围。在 进行太阳光催化实验时,选择 -个晴朗的天气，直接把装有染料和催化剂的烧杯置于太阳光 中。用紫外分光光度计检测染料的浓度。从l小时开始，紫外最大吸收峰逐渐下降。 用本方法制备光催化剂具有以下优点(1) 本方法直接利用了植物体内的有效成分，不消耗任何前驱体。(2) 本方法制备光催化剂是首次采用来源广泛、生产成本低、对环境友好的可再生植物 为原材料。(3) 本方法制备的催化剂降解染料的催化活性高，高温下性能稳定，工艺简单、无污染。(4) 本方法光催化剂的方法是以前从来没有过的。
图1为太阳光下本发明以竹子叶为原料制得催化剂降解亚甲基兰染料的紫外吸收光谱图 (染料浓度20 mg/ml，体积50 ml;反应时间6 h)图2为太阳光下本发明以茅草叶为原料制得催化剂降解亚甲基兰染料的紫外吸收光谱图 (染料浓度20 mg/ml，体积50 ml;反应时间6 h)具体实施方式
实施例1:取lOg竹子，用200ml浓度为0. 5mo1 L—'的CTAB (十六烷基三甲基溴化铵)溶液浸泡1 天，然后用蒸馏水洗涤4 5次，在10(TCF烘干，80(TC下焙烧6h后得1.5g到灰黑色粉末， 即为光催化剂。实施例2:取10g将军草秆，用200ml浓度为0. 5mo1 L"的P123 (三嵌段共聚物EO20PO70EO20) 溶液浸泡2天，然后用蒸馏水洗涤4 5次，IO(TC烘千，80(TC焙烧6h后得1. 4g到灰色粉末， 即为光催化剂。实施例3:取10g马豆草秆，用200ml浓度为0. 5mo1 L—1的P123溶液浸泡2天，然后用蒸馏水洗 涤4 5次，IO(TC烘干，800'C焙烧6h后得1.4g到灰白色粉末，即为光催化剂。 实施例4:取10g杜鹃花瓣，用200ml浓度为0. 5mo1 L—'的CTAB溶液浸泡1天，然后用蒸馏水洗 涤4 5次，IO(TC烘千，80(TC焙烧6h后得0.5g到灰色粉末，即为光催化剂。 实施例5:取10g九节木杆，用200ml浓度为0. 5mo1 L '的P123溶液浸泡2天，然后用蒸馏水洗 涤4 5次，IO(TC烘干，80(TC焙烧6h后得5.2g到土黄色粉末，即为光催化剂。 实施例6:取10g花叶开唇兰叶，用200ml浓度为0. 5mo1 L—'的CTAB溶液浸泡1天，然后用蒸馏 水洗涤4 5次，IOO'C烘干，80(TC焙烧5h后得L5g到灰黑色粉末，即为光催化剂。 实施例7:取10g稻草，用200ral浓度为0. lmol L—1的SDS (十二烷基磺酸钠)溶液浸泡2天，然 后用蒸馏水洗涤4 5次，IO(TC烘干，40(TC焙烧6h后得l.Og到灰色粉末，即为光催化剂。 实施例8:取5g稻草和5g杜鹃花瓣，用200ml浓度为1. Omol L—'的SDS溶液浸泡2天，然后用蒸 馏水洗涤4 5次，8(TC烘干，500'C焙烧6h后得1.0g到灰色粉末，即为光催化剂。 实施例9:取5g竹子、2.5g马豆草、2.5g花叶开唇兰叶，用200ml浓度为2. Omol L—1的SDS溶液 浸泡2天，然后用蒸馏水洗涤4 5次，80'C烘千，600'C焙烧6h后得1. lg到灰色粉末，即为光催化剂。以上实施例仅为了对本发发明进一步说明，而本发明的范围不受所举实施例的局限。
权利要求
1.一种直接以植物为原料合成光催化剂的的方法，其特征在于将植物进行预处理后直接烘干、焙烧。
2. 根据权利要求
1所述的直接以植物为原料制备光催化剂的方法，其特征在于所用植物可以 是禾本科(如竹子、小麦、水稻、狗尾巴草(Setaria viridis (L,) Beauv.)、甘蔗、芦 苇、茅草)，兰科(如花叶开唇兰(Anoectochilus formosanus Hay))等单子叶植物以及 毛茛科(如将军草(Pulsatilla chinensis)),豆科(马豆草(Vicia sativa L.)),杜 鹃花科(如杜鹃花)，茜草科(如九节木(Psychotria rubra (Lour. ) Poir.))。
3. 根据权利要求
1所述的直接以植物为原料制备光催化剂的方法，其特征在于原料可以是植 物的根、茎、叶、穗、花，可以是一种或多种植物以任意比的混合。
4. 根据权利要求
1所述的直接以植物为原料制备光催化剂的方法，其特征在植物的预处理包 括原料用表面活性剂进行浸泡，蒸馏水洗涤。
5. 根据权利要求
4所述的植物的预处理，表面活性剂可以是CTAB、 P123、 SDS，浓度可以 是O. 1 5mol/L，浸泡的时间可以是1 7天。
6. 根据权利要求
1所述的直接以植物为原料制备光催化剂的方法，其特征在植物的干燥温度 为70 10(TC，焙烧温度为300 80(TC，焙烧时间为2 h 24 h。
专利摘要
本发明为一种光催化剂的制备方法，它是直接以植物为原料进行预处理后干燥、焙烧得到的高效光催化活性材料。本发明提供了一种稳定、可靠、低成本、高效光催化活性的光催化剂的制备方法。本发明提供的光催化剂可用于深度处理饮用水、工业有机废水及有毒气体。
文档编号B01J21/00GKCN101269321SQ200810058386
公开日2008年9月24日 申请日期2008年5月14日
发明者弥阳丽, 王家强, 陈永娟, 高建军, 龚文娟 申请人:云南大学导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan