光催化剂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于光催化领域，具体涉及一种负载型纳米T12光催化剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002]Ti02的禁带宽度比较大，能吸收波长小于388nm的紫外光，产生强氧化性的OH.，可以降解有机污染物。但T12仅在紫外光下存在催化活性，对太阳光的利用率低。而且目前使用的T12粉体如P25粉等，虽然对有机污染物的降解具有较好效果，但由于其为粉体，悬浮于液体中降解有机污染物，催化剂易于流失，难回收，不能重复使用。所以将其固定在载体上能很好的解决这一问题，使光催化剂重复使用。目前文献记载的有采用溶胶凝-胶法将二氧化钛薄膜层负载在玻璃片和陶瓷上，或者是采用水解沉淀法在电气石表面负载纳米二氧化钛颗粒等，但这些技术都存在二氧化钛的比表面积较小，吸附量小，光催化活性较差，与载体的结合力弱，易脱落，对光的利用率不高等缺陷。且光催化反应都必须在紫外光的照射下才能达到良好的降解效果。所以提供一种制备方法简单、与基体结合紧密，且能够利用太阳光、易于回收重复利用的负载型T12光催化剂具有重大的应用价值。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种负载型纳米T12光催化剂及其制备方法，以克服上述现有技术存在的缺陷，本发明采用阳极氧化法，制备出的T12纳米管直接生长于钛片上，在进行光催化实验时，易于回收，同时由于制得的T12纳米管具有更大的比表面积和更强的吸附能力，并且能够在太阳光下发生光催化反应，对有机污染物的降解效果良好。
[0004]为达到上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0005]—种负载型纳米T12光催化剂的制备方法，包括以下步骤:
[0006]步骤一:将钛片用蒸馏水洗后晾干，然后采用化学抛光液浸泡；
[0007]步骤二:采用阳极氧化法，以步骤一处理后的钛片为阳极，惰性电极为阴极，在含氟离子的电解液中进行反应，在阳极钛片上得到负载型试样；
[0008]步骤三:将负载型试样冲洗并吹干后进行热处理，即得到负载型纳米T12光催化剂。
[0009]进一步地，步骤一中化学抛光液是氢氟酸、硝酸和蒸馏水的混合液。
[0010]进一步地，所述化学抛光液中氢氟酸的浓度为2mol/L?10mol/L，硝酸的浓度为2mol/L?7mol/L。
[0011 ]进一步地，步骤二中含氟离子的电解液为NH4F、水和甘油的混合溶液。
[0012]进一步地，含氟离子的电解液中NH4F的质量百分比为0.25%?0.5%，水的质量百分比为0.25%?0.4%，其余为甘油。
[0013 ]进一步地，步骤二中的阳极氧化法为恒压直流阳极氧化法。
[0014]进一步地，步骤二中采用阳极氧化法反应的电压为5-75V，时间为l_20h。
[0015]进一步地，步骤三中热处理具体为:以0.5-10°C/min升温至300-800°C后保温1-1h，最后随炉冷却至室温。
[0016]一种负载型纳米T12光催化剂的制备方法，包括以下步骤:
[0017]步骤一:将2cm X 2cm的钛片用蒸馈水洗后晾干，然后采用化学抛光液浸泡Imin，化学抛光液是氢氟酸、硝酸和蒸馏水的混合液，其中氢氟酸的浓度为:10mol/L，硝酸的浓度为:2mol/L；
[0018]步骤二:选用阳极氧化法，LP系列直流稳压电源，以步骤一处理后的钛片为阳极，惰性电极为阴极，两电极间距为5cm，在含氟离子的电解液中进行反应，反应电压为50V，时间为10h，在阳极钛片上得到负载型试样，其中含氟离子的电解液为NH4F、水和甘油的混合溶液，其中NH4F的质量百分比为0.25%,水的质量百分比为0.3 %，其余为甘油；
[0019]步骤三:将负载型试样冲洗并吹干后置于马弗炉中，以0.5°C/min升温至300°C后保温10h，最后随炉冷却至室温，即得到负载型纳米T12光催化剂。
[°02°] 一种负载型纳米Ti02光催化剂，由上述的负载型纳米Ti02光催化剂的制备方法制得。
[0021]与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果:
[0022]本发明所述的负载型纳米T12光催化剂具有制备方法简单、环保，反应条件温和，过程可控;并且用本发明获得的负载型T12纳米管在日光下对废水中的有机物具有良好的降解效率，可应用于废水中有机污染物的降解。由于所获得的纳米T12光催化剂负载在金属钛板上，应用于废水中降解有机污染物时不同于纳米粉体光催化剂，纳米粉体光催化剂分散于水体中存在污染水体及不易回收利用的缺点，而获得的负载型纳米T12光催化剂易于回收重复利用，可以在实现废水处理自动化管理中推广。
【附图说明】
[0023 ]图1是本发明实施例1制备的光催化剂在日光照射下对10mL2.7x10—6mo I /L亚甲基蓝的降解率；
[0024]图2是本发明实施例2制备的光催化剂在日光照射下对10mL2.7xl0—6mol/L亚甲基蓝的降解率；
[0025]图3是本发明实施例3制备的光催化剂在日光照射下对10mL2.7xl0—6mol/L亚甲基蓝的降解率；
[0026]图4是本发明实施例4制备的光催化剂在日光照射下对10mL2.7xl0—6mol/L亚甲基蓝的降解率。
【具体实施方式】
[0027]下面对本发明的实施方式做进一步详细描述:
[0028]一种负载型纳米T12光催化剂的制备方法，包括以下步骤:
[0029]步骤一:将钛片用蒸馏水洗后晾干，然后采用化学抛光液浸泡，其中化学抛光液是氢氟酸、硝酸和蒸馏水的混合液，化学抛光液中氢氟酸的浓度为2mol/L?lOmol/L，硝酸的浓度为 2mol/L ?7mol/L;
[0030]步骤二:采用恒压直流阳极氧化法，以步骤一处理后的钛片为阳极，惰性电极为阴极(如Pt)，在含氟离子的电解液中进行反应，所述含氟离子的电解液为NH4F、水和甘油的混合溶液，其中NH4F的质量百分比为0.25 %?0.5 %，水的质量百分比为0.25 %?0.4%，其余为甘油;反应电压为5-75V，时间为l-20h，在阳极钛片上得到负载型试样，整个阳极氧化过程在室温(25°C左右)下进行，且伴随磁力搅拌；
[0031]步骤三:将负载型试样冲洗并吹干后置于马弗炉中，以0.5-10°C/min升温至300-800°C后保温l-10h，最后随炉冷却至室温，即得到负载型纳米T12光催化剂。
[0032]下面结合实施例对本发明做进一步详细描述:
[0033]实施例1
[0034]步骤一:将钛片(2 cm X 2cm)用蒸馈水洗后晾干，然后采用化学抛光液浸泡Imin，化学抛光液是氢氟酸、硝酸和蒸馏水的混合液，其中氢氟酸的浓度为2mol/L，硝酸的浓度为5mol/L；
[0035]步骤二:选用阳极氧化法，LP系列直流稳压电源，以步骤一处理后的钛片为阳极，惰性电极为阴极，两电极间距为5cm，在含氟离子的电解液中进行反应，反应电压为20V，时间为20h，在阳极钛片上得到负载型试样，整个阳极氧化过程在室温下进行，且伴随磁力搅拌，其中含氟离子的电解液为NH4F、水和甘油的混合溶液，其中NH4F的质量百分比为0.5%,水的质量百分比为0.4%，其余为甘油；
[0036]步骤三:将负载型试样冲洗并吹干后置于马弗炉中，以3°C/min升温至450°C后保温3h