液。每15min取一次样，光照两个小时后，将取样离心，取其上清液，用紫外-可见分光光度计在波长664-666nm处测定亚甲基蓝溶液的吸光度。根据朗伯_比尔定律，计算亚甲基蓝溶液的去除率。其主要的结构与实施例1相似，形貌与实施例5相似，对亚甲基蓝的降解率和降解亚甲基蓝的动力学曲线与实施例2相似。
[0029]实施例 7:制备 LiFe2.Ji3O9
根据化学式LiFe2.5Ti309，分别称取硝酸锂LiN03:0.173克，九水合硝酸铁Fe (NO3)3.9H20:1.512克，四氯化钛:1.423克，分别将称取的原料溶于去离子水中。将水浴锅加热至50~70°C恒温条件下，将各种原料的溶液混合在一起，在搅拌条件下缓慢滴加氨水，调节PH值在7?10之间，静置得到沉淀物。将得到的沉淀物洗涤数次，过滤分离后置于瓷坩祸中，在温度为80°C的条件下进行烘干。将烘干后得到的产物在空气气氛中煅烧，煅烧温度为300°C，煅烧时间5小时，然后冷却至室温，取出样品即得到钛酸盐LiFe2.5Ti309粉末。称取10mg光催化剂，使用500W氙灯作为光源，使用滤光片滤掉紫外光和红外光，降解250mL、10mg/L的亚甲基蓝溶液。每15min取一次样，光照两个小时后，将取样离心，取其上清液，用紫外-可见分光光度计在波长664-666nm处测定亚甲基蓝溶液的吸光度。根据朗伯-比尔定律，计算亚甲基蓝溶液的去除率。其主要的结构与实施例1相似，形貌与实施例5相似，对亚甲基蓝的降解率和降解亚甲基蓝的动力学曲线与实施例2相似。
[0030]参见附图7，它是按本实施例所制得的LiFe2.5Ti309样品的实物图。
[0031]实施例 8:制备 LiFe2.Ji3O9
根据化学式LiFe2.Ji3O9，分别称取氧化锂Li2O:0.050克，硫酸铁Fe2 (SO4) 3:1.667克，四氯化钛:1.898克，先将氧化锂溶于盐酸中，再将称取的其他原料溶于去离子水中。将水浴锅加热至50~70°C恒温条件下，将各种原料的溶液混合在一起，在搅拌条件下缓慢滴加氨水，调节PH值在7?10之间，静置得到沉淀物。将得到的沉淀物洗涤数次，过滤分离后置于瓷坩祸中，在温度为80°C的条件下进行烘干。将烘干后得到的产物在空气气氛中煅烧，煅烧温度为350°C，煅烧时间5小时，然后冷却至室温，取出样品；将第一次煅烧的原料再次充分混合研磨均匀，在空气气氛中进行第二次煅烧，煅烧温度600°C，煅烧时间10小时，然后冷至室温，取出样品；最后将其再次充分研磨后放在马弗炉中，在空气气氛下煅烧，煅烧温度为950°C，煅烧时间是13小时，即得到钛酸盐LiFe2.5Ti309粉末。称取10mg光催化剂，使用500W氙灯作为光源，使用滤光片滤掉紫外光和红外光，降解250mL、10mg/L的亚甲基蓝溶液。每15min取一次样，光照两个小时后，将取样离心，取其上清液，用紫外-可见分光光度计在波长664-666nm处测定亚甲基蓝溶液的吸光度。根据朗伯-比尔定律，计算亚甲基蓝溶液的去除率。其主要的结构形貌、对亚甲基蓝的降解率和降解亚甲基蓝的动力学曲线与实施例1相似。其主要的结构与实施例1相似，形貌与实施例5相似，对亚甲基蓝的降解率和降解亚甲基蓝的动力学曲线与实施例2相似。
【主权项】
1.一种新型的钛酸盐光催化材料，其特征在于:它的化学式为LiFe2.5Ti309所述的钛酸光催化材料在可见光的照射下，120min对亚甲基蓝的去除率达到89.26%。
2.根据权利要求1所述的钛酸盐光催化材料，其特征在于:其形貌为球形颗粒，颗粒平均粒径为200nm。
3.一种如权利要求1所述的钛酸盐光催化材料的制备方法，其特征在于采用高温固相法，包括以下步骤: (1)按化学式LiFe2.5Ti309中各元素的化学计量比，分别称取含有锂离子的化合物、含有铁离子的化合物、含有钛离子的化合物，研磨并混合均匀，得到混合物； (2)将上述混合物在空气气氛下预煅烧I?2次，煅烧温度为300?900°C，一次的煅烧时间为4?12小时； (3)自然冷却后，研磨并混合均匀，在空气气氛中煅烧，煅烧温度为900?1450°C，煅烧时间为8?16小时，自然冷却后得到一种新型的钛酸盐光催化材料； (4)通过球磨粉碎手段使颗粒粒径变小。
4.根据权利要求3所述的钛酸盐光催化材料的制备方法，其特征在于:所述的含锂离子的化合物为氧化锂、碳酸锂、氢氧化锂、硝酸锂、硫酸锂中的一种或者多种组合；所述的含铁离子的化合物为氯化铁、三氧化二铁、四氧化三铁、硝酸铁、硫酸铁中的一种或者多种组合；所述的含有钛离子的化合物为二氧化钛、硫酸钛中的一种或者两种组合。
5.根据权利要求3所述的钛酸盐光催化材料的制备方法，其特征在于:步骤(2)所述的煅烧温度为350?850°C，煅烧时间为5?10小时；步骤(3)所述的煅烧温度为950?1400°C，煅烧时间为9?15小时。
6.一种制备如权利要求1所述的钛酸盐光催化材料的制备方法，其特征在于采用化学溶液法，包括以下步骤: (1)按照化学式LiFe2.5Ti309中对应元素的化学计量比称取原料，含有锂离子的化合物、含有铁离子的化合物，将称取的原料分别溶解于去离子水中或者溶解于硝酸中用去离子水稀释，将钛酸四丁酯和一定量的冰醋酸混合搅拌一定时间然后再滴加到乙醇中，调节PH值在2-4之间，搅拌形成透明溶胶，在含有锂离子、铁离子的溶液中，搅拌的过程中添加络合剂，添加量为锂离子、铁离子摩尔量1.5倍至2倍，所述的络合剂为柠檬酸、草酸中的一种或者两种组合，得到混合溶液； (2)将上述三种混合溶液缓慢混合在一起，在温度为20?50°C的条件下搅拌I?2小时，静置、烘干后得到蓬松的前驱体； (3)将前驱体在空气气氛中煅烧1~2次，煅烧温度为200?650°C，煅烧时间为3?12小时； (4)自然冷却后，研磨并混合均匀，在空气气氛中煅烧，煅烧温度为650?1000°C，煅烧时间是5?15小时，得到一种新型的钛酸盐光催化材料。
7.根据权利要求6所述的钛酸盐光催化材料的制备方法，其特征在于:所述的含锂离子的化合物为氧化锂、碳酸锂、氢氧化锂、硝酸锂、硫酸锂中的一种或者多种组合；所述的含铁离子的化合物为氯化铁、三氧化二铁、四氧化三铁、硝酸铁、硫酸铁中的一种或者多种组合；所述的含有钛离子的化合物为钛酸四丁酯。
8.根据权利要求6所述的钛酸盐光催化材料的制备方法，其特征在于:步骤(3)所述的煅烧温度为300?600°C，煅烧时间为4?10小时；步骤(4)所述的煅烧温度为650?950°C，煅烧时间为5?13小时。
9.一种如权利要求1所述的钛酸盐光催化材料的制备方法，其特征在于采用共沉淀法，包括以下步骤: (1)按照化学式LiFe2.5Ti309中对应元素的化学计量比称取原料，含有锂离子的化合物、含有铁离子的化合物、含有钛离子的化合物，将称取的原料分别溶解于去离子水中或者溶于盐酸中，得到各原料的混合液，水浴锅加热至50?70°C恒温，将各种原料的溶液混合在一起，在搅拌条件下缓慢滴加氨水，调节PH值在7?10之间，静置得到沉淀物； (2)将得到的沉淀物洗涤数次，过滤分离后置于瓷坩祸中，在温度为50?100°C的条件下进行烘干； (3)将步骤(2)得到的沉淀物在空气气氛中煅烧，煅烧温度为300?1000°C，煅烧时间为2?15小时，重复本步骤两到三次，自然冷却后得到钛酸盐光催化材料。
10.根据权利要求9所述的钛酸盐光催化材料的制备方法，其特征在于:所述的含锂离子的化合物为氧化锂、碳酸锂、氢氧化锂、硝酸锂、硫酸锂中的一种或者多种组合；所述的含铁离子的化合物为氯化铁、三氧化二铁、四氧化三铁、硝酸铁、硫酸铁中的一种或者多种组合；所述的含有钛离子的化合物为四氯化钛。
11.根据权利要求9所述的钛酸盐光催化材料的制备方法，其特征在于:步骤(3)所述的煅烧温度为300?950°C，煅烧时间为5?13小时。
【专利摘要】本发明公开了一种可见光响应的钛酸盐光催化剂LiFe2.5Ti3O9及其制备方法。发明采用高温固相法、化学溶液法或共沉淀法制备，可以控制产物的物相组成和晶粒粗化，制备的材料分散性好、颗粒度均匀。原料廉价易得，制备工艺简单，生产设备要求低，操作安全，制备的光催化剂样品LiFe2.5Ti3O9具有高效的光催化降解效果，在可见光响应下能够分解有害化学物质、净化环境，钛酸盐光催化剂LiFe2.5Ti3O9避免TiO2禁带宽度大、不吸收可见光的弱点，且LiFe2.5Ti3O9的化学稳定性好，具有良好的工业应用前景。
【IPC分类】B01J23-78, C02F1-30
【公开号】CN104549298
【申请号】CN201510055118
【发明人】马忠, 谢洪德
【申请人】苏州德捷膜材料科技有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年2月3日