示所制备的纳米La/Ni_SrTi03的直径约50nm，产物形貌均一，分布均匀。紫外-可见吸收光谱图(图3)显示，未经元素掺杂得到的SrT13对可见光没有吸收(曲线d)，单独使用溶胶-凝胶法得到的La/Ni_SrTi03(曲线b)、单独使用水热法得到的La/Ni_SrTi03(曲线c)对可见光的吸收程度较弱，而本方法得到的La/Ni_SrTi03纳米颗粒对可见光的吸收程度明显增强(曲线a)。四条紫外-可见吸收光谱曲线进行对比可以说明，本方法能够将La和Ni元素很好地掺入到SrT13基体中，使制得的纳米La/Ni_SrTi03对可见光有非常好的吸收效果。不同方法得到的样品对亚甲基蓝溶液的降解效率图(图4)显示，以10mL浓度为10mg/L的亚甲基蓝溶液模拟污染物，以0.1g La/Ni_SrTi03为催化剂，在光强为lOOmW/cm2的可见光照射下300min，来测试样品在可见光下的光催化性能。图4中a曲线显示，利用本方法制得的纳米La/Ni_SrTi03在ISOmin时对亚甲基蓝的降解率达到了96%，而以单独使用溶胶凝-胶法或单独使用水热法制得的La/Ni_SrTi03为催化剂反应180min时，二者对亚甲基蓝溶液的降解率分别才为61 %和53%，分别如图4中b曲线和c曲线所示。当光照时间达到300min时，利用本方法制得的La/Ni_SrTi03对亚甲基蓝的降解率达到99%，而单独使用溶胶-凝胶法或单独使用水热法制得的La/Ni_SrTi03对亚甲基蓝的降解率仅为79%左右。三条曲线对比可进一步证明本实验制得的纳米La/Ni_SrTi03对可见光有明显的吸收，极大提高了 La/Ni_SrTi03在可见光条件下的光催化性能，可以应用于可见光光催化领域。
[0031]实施例2、例3
[0032]将实施例1中步骤(I )0.086g硝酸镧溶于4.3mL去离子水中，分别改为0.0645g和0.1075g，其他各项操作均与实施例1相同，得到的产物同实施例1。
[0033]实施例4、例5
[0034]将实施例1中步骤(1)0.086g硝酸镧溶于4.3mL去离子水中，分别改为0.043g和0.129g(相当于每毫升水中含有0.0lg和0.03g硝酸镧)，其他各项操作均与实施例1相同，得到的产物对可见光的吸收程度明显比实施例1差，这说明硝酸镧的浓度对产品性能影响很大，硝酸镧浓度超出最佳范围后，即使硝酸镧浓度变化量很小时也会对产品性能产生不利影响，所以硝酸镧浓度满足本方案中每毫升去离子水中溶解0.015?0.025g硝酸镧时得到的产品对可见光的吸收性能最佳。
[0035]实施例6、例7
[0036]将实施例1中步骤(1)0.058g硝酸镍溶于4.3mL去离子水中，分别改为0.043g和0.0731g。其他各项操作均与实施例1相同，得到的产物同实施例1。
[0037]实施例8、例9
[0038]将实施例1中步骤(l)0.058g硝酸镍溶于4.3mL去离子水中，分别改为0.0215g和0.1075g(相当于每毫升水中含有0.005g和0.025g硝酸镍)，其他各项操作均与实施例1相同，得到的产物对可见光的吸收程度明显比实施例1差，这说明硝酸镍的浓度对产品性能影响很大，硝酸镍的浓度超出最佳范围后，即使硝酸镍浓度变化量很小时也会对产品性能产生不利影响，所以满足本方案中每毫升去离子水中溶解0.01?0.017g硝酸镍时得到的产品对可见光的吸收性能最佳。
[0039]实施例10、例11
[0040]将实施例1中步骤(I)将0.025mol柠檬酸溶于5mL去离子水中，分别改为0.02mol和
0.03mol，其他各项操作均与实施例1相同，得到的产物同实施例1。
[0041]实施例12、例13
[0042]将实施例1中步骤(I)将0.0ImoI钛酸丁酯溶于10.2mL乙二醇中，分别改为6.8mL和
13.6mL，其他各项操作均与实施例1相同，得到的产物同实施例1。
[0043]实施例14、例15
[0044]将实施例1中步骤(I)将硝酸锶-硝酸镧-硝酸镍-水的混合溶液在磁力搅拌器上的搅拌时间30min分别改为20min、40min，其他各项操作均与实施例1相同，得到的产物同实施例I。实施例16、例17
[0045]将实施例1中步骤(I)柠檬酸水溶液的搅拌时间30min分别改为20min、40min，其他各项操作均与实施例1相同，得到的产物同实施例1。
[0046]实施例18、例19
[0047]将实施例1中步骤(I)硝酸锶-硝酸镧-硝酸镍水溶液和柠檬酸水溶液混合后搅拌时间30min，分别改为20min、40min，其他各项操作均与实施例1相同，得到的产物同实施例1o
[0048]实施例20、例21
[0049]将实施例1中步骤(I)钛酸丁酯溶于乙二醇中并在磁力搅拌器上常温搅拌30min，分别改为20min、40min，其他各项操作均与实施例1相同，得到的产物同实施例1。
[0050]实施例22、例23
[0051 ]将实施例1中步骤(2)A液升温至55 V分别改为50 V和60 V，其他各项操作均与实施例I相同，得到的产物同实施例1。
[0052]实施例24、例25
[0053]将实施例1中步骤(2)滴加时间为12min分别改为1min和15min，其他其他各项操作均与实施例1相同，得到的产物同实施例1。
[0054]实施例26、例27
[0055]将实施例1中步骤(3)将得到的溶胶升温至75°C并保温搅拌，分别改为70 V和80°c，其他各项操作均与实施例1相同，得到的产物同实施例1。
[0056]实施例28、例29
[0057]将实施例1中步骤(3)溶液体积蒸发为原溶胶的33%时，分别改为30%和35%，其他各项操作均与实施例1相同，得到的产物同实施例1。
[0058]实施例30、例31
[0059]将实施例1中步骤(4)按照体积比为湿凝胶:氢氧化钾溶液=1:3.5的比例添加氢氧化钾溶液，分别改为1:3和1:4，其他各项操作均与实施例1相同，得到的产物同实施例1。
[0060]实施例32、例33
[0061]将实施例1中步骤(4)常温搅拌70min，分别改为常温搅拌60min和80min，其他各项操作均与实施例1相同，得到的产物同实施例1。
[0062]实施例34、例35
[0063]将实施例1中步骤(5)混合物装入高压釜中，并在2000C时保温22h，分别改为保温20h和24h，其他各项操作均与实施例1相同，得到的产物同实施例1。
[0064]实施例36、例37
[0065]将实施例1中步骤(6)用去离子水反复清洗至溶液pH值等于7.5，分别改为pH值等于7和pH值等于8，其他各项操作均与实施例1相同，得到的产物同实施例1。
[0066]实施例38、例39
[0067]将实施例1中步骤(6)在90°C下干燥至水分完全蒸发为止，分别改为在80°C下干燥和100°C下干燥，其他各项操作均与实施例1相同，得到的产物同实施例1。
[0068]本发明未尽事宜为公知技术。
【主权项】
1.一种可见光响应的纳米La/N1-SrTi03的制备方法，其特征为该方法包括如下步骤: (1)将硝酸锶、硝酸镧和硝酸镍溶于去离子水，常温搅拌20?40min，制得硝酸锶-硝酸镧-硝酸镍水溶液，其浓度为每毫升去离子水中含有0.493 g硝酸锶、0.015?0.025 g硝酸镧和0.01?0.017g硝酸镍;另将柠檬酸溶于去离子水中，常温搅拌20?40 min，制得柠檬酸水溶液，其中每0.01 11101柠檬酸需1.5 mL?2.5 mL去离子水;将上述制得的硝酸锶-硝酸镧-硝酸镍水溶液和柠檬酸水溶液混合，并常温搅拌20?40 min，得到A液，其中，摩尔比柠檬酸:硝酸锶=2:1?3:1;另将钛酸丁酯溶于乙二醇中常温搅拌20?40 min，得到B液； (2)将步骤(1)中得到的A液升温至500C?60 °C，然后搅拌下将B液匀速滴入A液中，滴加时间为10 min?15 min，得到溶胶； 其中，A液和B液混合前应满足A液中Sr原子与B液中Ti原子的摩尔比为I: I; (3)将步骤(2)中得到溶胶升温至70?80°C后保温搅拌，随着水和乙二醇的蒸发，溶液逐渐变为湿凝胶，当剩余的湿凝胶体积为原溶胶的30 %?35 %时，保温搅拌结束； (4)向步骤(3)中得到的湿凝胶中加入浓度为5mol/L的氢氧化钾溶液，其中湿凝胶与氢氧化钾溶液的体积比为1:3?1:4，并常温搅拌60?80 min，得到混合物； (5)将步骤(4)中得到的混合物，装入高压釜中，并在2000C条件下保温20?24 h; (6)将步骤(5)中得到的物质用去离子水清洗至溶液pH值等于7?8，然后在800C?100 °C条件下干燥，直至水分蒸发完全为止，即得到纳米La/N1-SrTi03。2.如权利要求1所述的可见光响应的纳米La/Ni_SrTi03的制备方法，其特征为B液中每.0.01 mol钛酸丁酯加入到6.8?13.6 mL乙二醇中。
【专利摘要】本发明为一种可见光响应的纳米La/Ni-SrTiO3的制备方法，该方法包括如下步骤：（1）将含有硝酸锶、硝酸镧和硝酸镍的水溶液，与柠檬酸水溶液进行混合，得到A液；将钛酸丁酯溶于乙二醇中得到B液；（2）将B液匀速滴入A液中得到溶胶；（3）将溶胶升温并搅拌，得到湿凝胶；（4）向湿凝胶中加入浓度为5mol/L的氢氧化钾溶液，得到混合物；（5）装入高压釜中，并在200oC？条件下保温20~24h；（6）将得到的物质洗涤后干燥，得到纳米La/Ni-SrTiO3。本发明所采用的溶胶-凝胶+水热法能够使元素很好地掺入SrTiO3中，使得到的样品对可见光有明显响应。该方法制备工艺简单、低成本、高产率，所得产品直径达到了纳米量级且分布均匀。
【IPC分类】B82Y40/00, B01J23/83, B82Y30/00
【公开号】CN105582939
【申请号】CN201610149391
【发明人】卢遵铭, 李双双, 于亚茹, 李应鑫, 于景景, 张兴华
【申请人】河北工业大学
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2016年3月15日