CN107961803B - 一种用于环境污染净化的有机无机复合光催化剂 - Google Patents
一种用于环境污染净化的有机无机复合光催化剂 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107961803B CN107961803B CN201711320449.6A CN201711320449A CN107961803B CN 107961803 B CN107961803 B CN 107961803B CN 201711320449 A CN201711320449 A CN 201711320449A CN 107961803 B CN107961803 B CN 107961803B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- organic
- titanium dioxide
- inorganic composite
- environmental pollution
- composite photocatalyst
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 title claims abstract description 69
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 40
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 title claims abstract description 35
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 59
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 46
- SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);titanium(4+) Chemical class [O-2].[O-2].[Ti+4] SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 44
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 39
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 30
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 30
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 25
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 claims abstract description 25
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 25
- XHHILSKOTPAJFK-UHFFFAOYSA-N 2-n-[3,5-bis(trifluoromethyl)phenyl]-1,3,5-triazine-2,4-diamine Chemical compound NC1=NC=NC(NC=2C=C(C=C(C=2)C(F)(F)F)C(F)(F)F)=N1 XHHILSKOTPAJFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims abstract description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- INNSZZHSFSFSGS-UHFFFAOYSA-N acetic acid;titanium Chemical compound [Ti].CC(O)=O.CC(O)=O.CC(O)=O.CC(O)=O INNSZZHSFSFSGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims description 11
- -1 hexafluorophosphate Chemical compound 0.000 claims description 11
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 10
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 10
- KTWOOEGAPBSYNW-UHFFFAOYSA-N ferrocene Chemical compound [Fe+2].C=1C=C[CH-]C=1.C=1C=C[CH-]C=1 KTWOOEGAPBSYNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 9
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 9
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 8
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 8
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 8
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 8
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 4
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 abstract description 16
- 230000004298 light response Effects 0.000 abstract description 6
- 238000012986 modification Methods 0.000 abstract description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 abstract description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical group O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 11
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- PYWVYCXTNDRMGF-UHFFFAOYSA-N rhodamine B Chemical compound [Cl-].C=12C=CC(=[N+](CC)CC)C=C2OC2=CC(N(CC)CC)=CC=C2C=1C1=CC=CC=C1C(O)=O PYWVYCXTNDRMGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000004044 response Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- RBTKNAXYKSUFRK-UHFFFAOYSA-N heliogen blue Chemical compound [Cu].[N-]1C2=C(C=CC=C3)C3=C1N=C([N-]1)C3=CC=CC=C3C1=NC([N-]1)=C(C=CC=C3)C3=C1N=C([N-]1)C3=CC=CC=C3C1=N2 RBTKNAXYKSUFRK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004630 mental health Effects 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000013033 photocatalytic degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000006862 quantum yield reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000002336 sorption--desorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
- B01J27/14—Phosphorus; Compounds thereof
- B01J27/185—Phosphorus; Compounds thereof with iron group metals or platinum group metals
- B01J27/1853—Phosphorus; Compounds thereof with iron group metals or platinum group metals with iron, cobalt or nickel
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J35/39—Photocatalytic properties
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明公开了一种用于环境污染净化的有机无机复合光催化剂的制备方法，包括如下步骤：1）叶状改性二氧化钛的制备，2）叶状改性二氧化钛表面修饰硅烷偶联剂KH560,3）光催化剂的制备：将经过步骤2）制备得到的表面修饰的叶状改性二氧化钛分散于高沸点溶剂中，然后向其中加入N2‑[3,5‑二(三氟甲基)苯基]‑1,3,5‑三嗪‑2,4‑二胺，在75‑85℃下搅拌反应6‑8小时，然后离心，依次用乙醚、乙醇分别离心洗涤5‑7次，后在50‑60℃的真空干燥箱中干燥8‑10小时；本发明还公开了根据所述制备方法制备得到的有机无机复合光催化剂；本发明公开的有机无机复合光催化剂可见光响应范围宽、光催化活性高、稳定性好。
Description
技术领域
本发明属于环境净化光催化剂新材料技术领域，涉及一种光催化剂及其制备方法，具体涉及一种具有可见光响应的有机无机复合光催化剂及其制备方法。
背景技术
近年来，随着社会经济的快速发展及全球工业化进程的不断加快，环境污染问题日益严重，它们直接或间接地影响着人们的身心健康，如何有效治理环境污染引起了业内广泛关注。光催化技术，就是在这种形势下发展起来的一种新型环境治理技术，其是利用紫外光以及可见光对污染物进行光催化降解，是一种绿色高级氧化技术，能利用光反应短时间内将有机污染物转化为对环境无害的产物。光催化技术具有可直接利用太阳能、二次污染少、反应条件温和、操作简便等优点，是一种理想的环境治理、洁净能源生产技术。
光催化技术的基础和关键材料是光催化剂，光催化剂能直接影响光催化效率。目前，研究最多的光催化剂为以二氧化钛(TiO2)为代表的无机半导体材料，其具有光催化效率高、稳定性好、价格低廉等优点。但二氧化钛的带隙是3.2eV,只有波长少于385nm的紫外光才能有效地激发，只能在室内或者有紫外灯的地方工作，几乎不能利用可见光，且其载流子的复合率高，光量子产率低，光催化效率和对太阳光的利用率较低。现有技术中通过掺杂改性二氧化钛，但其光催化效率通常都较低。
有机光催化剂是一类新型的光催化剂，具有更宽的光谱响应范围，不但对于紫外波段的太阳光有响应，对可见光波段乃至红外波段都有良好的响应，极大地拓宽了太阳光谱的利用范围；但是其回收再利用困难。
因此开发可见光响应范围宽、光催化活性高、稳定性好的光催化剂成为光催化领域的研究热点和方向。
发明内容
本发明旨在解决上述问题，提供了一种用于环境污染净化的有机无机复合光催化剂，该催化剂可见光响应范围宽、光催化活性高、稳定性好，制造成本低廉。
为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案，一种用于环境污染净化的有机无机复合光催化剂的制备方法，包括如下步骤：
1)叶状改性二氧化钛的制备：将乙酸钛、六氟磷酸盐二茂铁和尿素加入到去离子水中，然后逐滴加入氨水直到pH＝9，常温下搅拌1-2h后，转移至聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中；将反应釜放入烘箱中，在180-220℃条件下保温16-22h，最后自然冷却至室温；将反应得到的沉淀物依次用有机溶剂和三次水过滤洗涤3-5次，后在50-60℃的真空干燥箱中干燥8-10小时；最后，将所得到的前驱体在马弗炉中300-400℃煅烧3-4h后即得到叶状改性二氧化钛；
2)叶状改性二氧化钛表面修饰：将步骤1)中制备得到的叶状改性二氧化钛分散于乙醚中，然后向其中加入硅烷偶联剂KH560，在40-50℃下搅拌反应6-8小时，然后离心，后依次用水、乙醇分别离心洗涤5-7次，最后在50-60℃的真空干燥箱中干燥8-10小时；
3)光催化剂的制备：将经过步骤2)制备得到的表面修饰的叶状改性二氧化钛分散于高沸点溶剂中，然后向其中加入N2-[3,5-二(三氟甲基)苯基]-1,3,5-三嗪-2,4-二胺，在75-85℃下搅拌反应6-8小时，然后离心，依次用乙醚、乙醇分别离心洗涤5-7次，后在50-60℃的真空干燥箱中干燥8-10小时；
其中，步骤1)中所述乙酸钛、六氟磷酸盐二茂铁、尿素、去离子水的质量比为(2-2.5)：(0.2-0.5):1：(4-5)；
所述有机溶剂选自乙醇、正丁醇中的一种或几种；
步骤2)中所述叶状改性二氧化钛、乙醚、硅烷偶联剂KH560的质量比为(3-5)：(9-15)：1；
步骤3)中所述表面修饰的叶状改性二氧化钛、高沸点溶剂、N2-[3,5-二(三氟甲基)苯基]-1,3,5-三嗪-2,4-二胺的质量比为(3-5)：(9-15):1；
所述高沸点溶剂选自二甲亚砜、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺中的一种或几种。
一种用于环境污染净化的有机无机复合光催化剂，采用所述一种用于环境污染净化的有机无机复合光催化剂的制备方法制备得到。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
(1)本发明提供的有机无机复合光催化剂，制备方法简单易行，对设备要求不高，原料易得，价格低廉。
(2)本发明提供的有机无机复合光催化剂，结合了有机光催化剂和无机光催化剂的优点，具有可见光响应范围宽、光催化活性高、稳定性好的优异特征。
(3)本发明提供的有机无机复合光催化剂，采用乙酸钛、六氟磷酸盐二茂铁和尿素作为前驱体合成了叶状异质纳米二氧化钛，通过金属铁元素、非金属氟元素、磷元素的掺杂，使得催化剂光催化效率大幅提升，且叶状纳米二氧化钛具有更宽的带隙，从而扩大了光谱响应范围。
(4)本发明提供的有机无机复合光催化剂，提供了较多的表面活性位点，有利于光生电子和空穴的分离。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明产品作进一步详细的说明。
实施例1
一种用于环境污染净化的有机无机复合光催化剂的制备方法，包括如下步骤：
1)叶状改性二氧化钛的制备：将乙酸钛20g、六氟磷酸盐二茂铁2g和尿素10g加入到去离子水40g中，然后逐滴加入氨水直到pH＝9，常温下搅拌1h后，转移至聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中；将反应釜放入烘箱中，在180℃条件下保温16h，最后自然冷却至室温；将反应得到的沉淀物依次用乙醇和三次水过滤洗涤3次，后在50℃的真空干燥箱中干燥8.5小时；最后，将所得到的前驱体在马弗炉中300℃煅烧3h后即得到叶状改性二氧化钛；
2)叶状改性二氧化钛表面修饰：将步骤1)中制备得到的叶状改性二氧化钛15g分散于乙醚45g中，然后向其中加入硅烷偶联剂KH560 5g，在40℃下搅拌反应6小时，然后离心，后依次用水、乙醇分别离心洗涤5次，最后在50℃的真空干燥箱中干燥8小时；
3)光催化剂的制备：将经过步骤2)制备得到的表面修饰的叶状改性二氧化钛15g分散于二甲亚砜45g中，然后向其中加入N2-[3,5-二(三氟甲基)苯基]-1,3,5-三嗪-2,4-二胺5g，在75℃下搅拌反应6小时，然后离心，依次用乙醚、乙醇分别离心洗涤5次，后在50℃的真空干燥箱中干燥8小时；
一种用于环境污染净化的有机无机复合光催化剂，采用所述一种用于环境污染净化的有机无机复合光催化剂的制备方法制备得到。
实施例2
一种用于环境污染净化的有机无机复合光催化剂的制备方法，包括如下步骤：
1)叶状改性二氧化钛的制备：将乙酸钛22g、六氟磷酸盐二茂铁3g和尿素10g加入到去离子水43g中，然后逐滴加入氨水直到pH＝9，常温下搅拌1.2h后，转移至聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中；将反应釜放入烘箱中，在190℃条件下保温18h，最后自然冷却至室温；将反应得到的沉淀物依次用正丁醇和三次水过滤洗涤4次，后在55℃的真空干燥箱中干燥10小时；最后，将所得到的前驱体在马弗炉中320℃煅烧3.2h后即得到叶状改性二氧化钛；
2)叶状改性二氧化钛表面修饰：将步骤1)中制备得到的叶状改性二氧化钛16g分散于乙醚40g中，然后向其中加入硅烷偶联剂KH560 4g，在43℃下搅拌反应7小时，然后离心，后依次用水、乙醇分别离心洗涤6次，最后在55℃的真空干燥箱中干燥9小时；
3)光催化剂的制备：将经过步骤2)制备得到的表面修饰的叶状改性二氧化钛16g分散于N-甲基吡咯烷酮44g中，然后向其中加入N2-[3,5-二(三氟甲基)苯基]-1,3,5-三嗪-2,4-二胺4g，在80℃下搅拌反应7小时，然后离心，依次用乙醚、乙醇分别离心洗涤7次，后在56℃的真空干燥箱中干燥9小时；
一种用于环境污染净化的有机无机复合光催化剂，采用所述一种用于环境污染净化的有机无机复合光催化剂的制备方法制备得到。
实施例3
一种用于环境污染净化的有机无机复合光催化剂的制备方法，包括如下步骤：
1)叶状改性二氧化钛的制备：将乙酸钛24g、六氟磷酸盐二茂铁4g和尿素10g加入到去离子水47g中，然后逐滴加入氨水直到pH＝9，常温下搅拌1.5h后，转移至聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中；将反应釜放入烘箱中，在200℃条件下保温20h，最后自然冷却至室温；将反应得到的沉淀物依次用乙醇和三次水过滤洗涤3次，后在60℃的真空干燥箱中干燥10小时，最后，将所得到的前驱体在马弗炉中380℃煅烧3.8h后即得到叶状改性二氧化钛；
2)叶状改性二氧化钛表面修饰：将步骤1)中制备得到的叶状改性二氧化钛18g分散于乙醚50g中，然后向其中加入硅烷偶联剂KH560 4g，在48℃下搅拌反应8小时，然后离心，后依次用水、乙醇分别离心洗涤7次，最后在60℃的真空干燥箱中干燥8小时；
3)光催化剂的制备：将经过步骤2)制备得到的表面修饰的叶状改性二氧化钛18g分散于N,N-二甲基甲酰胺54g中，然后向其中加入N2-[3,5-二(三氟甲基)苯基]-1,3,5-三嗪-2,4-二胺4g，在82℃下搅拌反应8小时，然后离心，依次用乙醚、乙醇分别离心洗涤7次，后在60℃的真空干燥箱中干燥9小时；
一种用于环境污染净化的有机无机复合光催化剂，采用所述一种用于环境污染净化的有机无机复合光催化剂的制备方法制备得到。
实施例4
一种用于环境污染净化的有机无机复合光催化剂的制备方法，包括如下步骤：
1)叶状改性二氧化钛的制备：将乙酸钛24g、六氟磷酸盐二茂铁4.5g和尿素10g加入到去离子水48g中，然后逐滴加入氨水直到pH＝9，常温下搅拌2h后，转移至聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中；将反应釜放入烘箱中，在210℃条件下保温21h，最后自然冷却至室温；将反应得到的沉淀物依次用正丁醇和三次水过滤洗涤5次，后在60℃的真空干燥箱中干燥9.5小时；最后，将所得到的前驱体在马弗炉中360℃煅烧3.8h后即得到叶状改性二氧化钛；
2)叶状改性二氧化钛表面修饰：将步骤1)中制备得到的叶状改性二氧化钛20g分散于乙醚56g中，然后向其中加入硅烷偶联剂KH560 4g，在48℃下搅拌反应8小时，然后离心，后依次用水、乙醇分别离心洗涤7次，最后在60℃的真空干燥箱中干燥9.7小时；
3)光催化剂的制备：将经过步骤2)制备得到的表面修饰的叶状改性二氧化钛20g分散于二甲亚砜58g中，然后向其中加入N2-[3,5-二(三氟甲基)苯基]-1,3,5-三嗪-2,4-二胺4g，在85℃下搅拌反应8小时，然后离心，依次用乙醚、乙醇分别离心洗涤7次，后在60℃的真空干燥箱中干燥9小时；
一种用于环境污染净化的有机无机复合光催化剂，采用所述一种用于环境污染净化的有机无机复合光催化剂的制备方法制备得到。
实施例5
一种用于环境污染净化的有机无机复合光催化剂的制备方法，包括如下步骤：
1)叶状改性二氧化钛的制备：将乙酸钛25g、六氟磷酸盐二茂铁5g和尿素10g加入到去离子水50g中，然后逐滴加入氨水直到pH＝9，常温下搅拌2h后，转移至聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中；将反应釜放入烘箱中，在220℃条件下保温22h，最后自然冷却至室温；将反应得到的沉淀物依次用乙醇和三次水过滤洗涤5次，后在60℃的真空干燥箱中干燥10小时；最后，将所得到的前驱体在马弗炉中400℃煅烧4h后即得到叶状改性二氧化钛；
2)叶状改性二氧化钛表面修饰：将步骤1)中制备得到的叶状改性二氧化钛20g分散于乙醚60g中，然后向其中加入硅烷偶联剂KH560 4g，在50℃下搅拌反应8小时，然后离心，后依次用水、乙醇分别离心洗涤7次，最后在60℃的真空干燥箱中干燥10小时；
3)光催化剂的制备：将经过步骤2)制备得到的表面修饰的叶状改性二氧化钛20g分散于N-甲基吡咯烷酮60g中，然后向其中加入N2-[3,5-二(三氟甲基)苯基]-1,3,5-三嗪-2,4-二胺4g，在85℃下搅拌反应8小时，然后离心，依次用乙醚、乙醇分别离心洗涤7次，后在60℃的真空干燥箱中干燥10小时；
一种用于环境污染净化的有机无机复合光催化剂，采用所述一种用于环境污染净化的有机无机复合光催化剂的制备方法制备得到。
对比例1
不加任何光催化剂；
对比例2
所述光催化剂为传统二氧化钛纳米粒子；
对比例3
所述光催化剂为传统酞箐铜有机光催化剂；
对比例4
一种用于环境污染净化的有机无机复合光催化剂的制备方法，包括如下步骤：
1)叶状二氧化钛的制备：将乙酸钛25g和尿素10g加入到去离子水50g中，然后逐滴加入氨水直到pH＝9，常温下搅拌2h后，转移至聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中；将反应釜放入烘箱中，在220℃条件下保温22h，最后自然冷却至室温；将反应得到的沉淀物依次用乙醇和三次水过滤洗涤5次，后在60℃的真空干燥箱中干燥10小时；最后，将所得到的前驱体在马弗炉中400℃煅烧4h后即得到叶状二氧化钛；
2)叶状二氧化钛表面修饰：将步骤1)中制备得到的叶状二氧化钛20g分散于乙醚60g中，然后向其中加入硅烷偶联剂KH560 4g，在50℃下搅拌反应8小时，然后离心，后依次用水、乙醇分别离心洗涤7次，最后在60℃的真空干燥箱中干燥10小时；
3)光催化剂的制备：将经过步骤2)制备得到的表面修饰的叶状二氧化钛20g分散于N-甲基吡咯烷酮60g中，然后向其中加入N2-[3,5-二(三氟甲基)苯基]-1,3,5-三嗪-2,4-二胺4g，在85℃下搅拌反应8小时，然后离心，依次用乙醚、乙醇分别离心洗涤7次，后在60℃的真空干燥箱中干燥10小时；
一种用于环境污染净化的有机无机复合光催化剂，采用所述一种用于环境污染净化的有机无机复合光催化剂的制备方法制备得到。
本发明实施例及对比例制备的光催化剂的实际应用(降解罗丹明)：称取80mg样品加入80mL罗丹明溶液(浓度8mol/L)，避光搅拌1小时，使得罗丹明溶液在催化剂表面达到吸附/脱附平衡。然后开启光源进行光催化，每隔5分钟取3mL反应液，经离心分离后，上清液用Cary-500分光光度计检测。根据样品554nm处吸光值来确定降解过程中罗丹明浓度变化。反应的光辉为置于双玻璃夹套(通冷凝水)中的500W卤钨灯，使用滤光片以保证入射光为可见光(波长范围：420-800nm)，测试结果见表1。
表1 实施例及对比例光催化剂催化罗丹明降解测试结果
注：表中数据为不同时间罗丹明浓度与初始浓度的比值
从表1可见，掺杂和与有机光催化剂复合对提高二氧化钛光催化剂的催化效率都有益，两者协同作用，使得本实施例中制备的光催化剂具有很强的光催化活性，另外，有机光催化剂的加入能扩大光谱适用范围，本发明实施例公开的光催化剂具有可见光响应催化活性。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书所述而顺畅地实施本发明；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，可利用以上所揭示的技术内容而作出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种用于环境污染净化的有机无机复合光催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)叶状改性二氧化钛的制备：将乙酸钛、六氟磷酸盐二茂铁和尿素加入到去离子水中，然后逐滴加入氨水直到pH＝9，常温下搅拌1-2h后，转移至聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中；将反应釜放入烘箱中，在180-220℃条件下保温16-22h，最后自然冷却至室温；将反应得到的沉淀物依次用有机溶剂和水过滤洗涤3-5次，后在50-60℃的真空干燥箱中干燥8-10小时；最后，将所得到的前驱体在马弗炉中300-400℃煅烧3-4h后即得到叶状改性二氧化钛；
2)叶状改性二氧化钛表面修饰：将步骤1)中制备得到的叶状改性二氧化钛分散于乙醚中，然后向其中加入硅烷偶联剂KH560，在40-50℃下搅拌反应6-8小时，然后离心，后依次用水、乙醇分别离心洗涤5-7次，最后在50-60℃的真空干燥箱中干燥8-10小时；
3)光催化剂的制备：将经过步骤2)制备得到的表面修饰的叶状改性二氧化钛分散于高沸点溶剂中，然后向其中加入N2-[3,5-二(三氟甲基)苯基]-1,3,5-三嗪-2,4-二胺，在75-85℃下搅拌反应6-8小时，然后离心，依次用乙醚、乙醇分别离心洗涤5-7次，后在50-60℃的真空干燥箱中干燥8-10小时。
2.根据权利要求1所述的一种用于环境污染净化的有机无机复合光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述乙酸钛、六氟磷酸盐二茂铁、尿素、去离子水的质量比为(2-2.5)：(0.2-0.5):1：(4-5)。
3.根据权利要求1所述的一种用于环境污染净化的有机无机复合光催化剂的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂选自乙醇、正丁醇中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种用于环境污染净化的有机无机复合光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述叶状改性二氧化钛、乙醚、硅烷偶联剂KH560的质量比为(3-5)：(9-15)：1。
5.根据权利要求1所述的一种用于环境污染净化的有机无机复合光催化剂的制备方法，其特征在于，步骤3)中所述表面修饰的叶状改性二氧化钛、高沸点溶剂、N2-[3,5-二(三氟甲基)苯基]-1,3,5-三嗪-2,4-二胺的质量比为(3-5)：(9-15):1。
6.根据权利要求1所述的一种用于环境污染净化的有机无机复合光催化剂的制备方法，其特征在于，所述高沸点溶剂选自二甲亚砜、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺中的一种或几种。
7.一种用于环境污染净化的有机无机复合光催化剂，根据权利要求1-6任一项所述的一种用于环境污染净化的有机无机复合光催化剂的制备方法制备得到。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711320449.6A CN107961803B (zh) | 2017-12-12 | 2017-12-12 | 一种用于环境污染净化的有机无机复合光催化剂 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711320449.6A CN107961803B (zh) | 2017-12-12 | 2017-12-12 | 一种用于环境污染净化的有机无机复合光催化剂 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107961803A CN107961803A (zh) | 2018-04-27 |
| CN107961803B true CN107961803B (zh) | 2020-10-09 |
Family
ID=61995157
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201711320449.6A Active CN107961803B (zh) | 2017-12-12 | 2017-12-12 | 一种用于环境污染净化的有机无机复合光催化剂 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107961803B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114832855B (zh) * | 2022-05-13 | 2023-10-24 | 江西省科学院应用化学研究所 | 一种改性复合分子筛催化剂及其制备方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005044446A1 (en) * | 2003-10-09 | 2005-05-19 | York International Corporation | Nano composite photocatalytic coating |
| CN102933591A (zh) * | 2010-04-30 | 2013-02-13 | 联邦科学与工业研究组织 | 用于合成金属有机框架的结晶辅助剂 |
| CN105664834A (zh) * | 2016-01-29 | 2016-06-15 | 湖南大学 | 硅烷偶联剂修饰二氧化钛纳米管阵列材料及其制备方法和应用 |
| CN105833857A (zh) * | 2016-04-05 | 2016-08-10 | 重庆理工大学 | 以茂铁表面活性剂制备磁性介孔氧化钛光催化材料 |
| CN106252624A (zh) * | 2016-08-26 | 2016-12-21 | 先进储能材料国家工程研究中心有限责任公司 | 锂电池负极用多孔二氧化钛及其制备方法 |
| CN106994345A (zh) * | 2017-05-22 | 2017-08-01 | 合肥学院 | 一种粒子自组装TiO2/Fe2O3链状复合粉体的制备方法 |
-
2017
- 2017-12-12 CN CN201711320449.6A patent/CN107961803B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005044446A1 (en) * | 2003-10-09 | 2005-05-19 | York International Corporation | Nano composite photocatalytic coating |
| CN102933591A (zh) * | 2010-04-30 | 2013-02-13 | 联邦科学与工业研究组织 | 用于合成金属有机框架的结晶辅助剂 |
| CN105664834A (zh) * | 2016-01-29 | 2016-06-15 | 湖南大学 | 硅烷偶联剂修饰二氧化钛纳米管阵列材料及其制备方法和应用 |
| CN105833857A (zh) * | 2016-04-05 | 2016-08-10 | 重庆理工大学 | 以茂铁表面活性剂制备磁性介孔氧化钛光催化材料 |
| CN106252624A (zh) * | 2016-08-26 | 2016-12-21 | 先进储能材料国家工程研究中心有限责任公司 | 锂电池负极用多孔二氧化钛及其制备方法 |
| CN106994345A (zh) * | 2017-05-22 | 2017-08-01 | 合肥学院 | 一种粒子自组装TiO2/Fe2O3链状复合粉体的制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| TiO2 nanostructures prepared by ferrocene/cobalt catalyst agents;A.-M.Lazar等;《phys. stat. sol.》;20080206;第205卷(第2期);全文 * |
| 不同有机分子修饰对二氧化钛光降解甲基橙的影响;吴爱琴等;《环境工程学报》;20170430;第11卷(第4期);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107961803A (zh) | 2018-04-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108906111B (zh) | 自组装共聚氮化碳光催化复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN103769213B (zh) | 一种磷掺杂石墨相氮化碳可见光催化剂的制备方法 | |
| CN105688970B (zh) | g‑C3N4修饰的自掺杂Bi2WO6复合光催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN104998686B (zh) | 硝基锌酞菁/含硫氮化碳复合催化剂的制备方法及其应用 | |
| CN109589989B (zh) | ZnIn2S4纳米片包裹β-Bi2O3核壳异质复合光催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN102698784B (zh) | 一种可见光响应催化剂及其制备方法 | |
| CN107262129B (zh) | 光合成过氧化氢用碳氮催化剂及其制备方法 | |
| CN103191766A (zh) | CdS/g-C3N4复合可见光催化剂、制备方法及应用 | |
| CN104056648A (zh) | 硫掺杂石墨相氮化碳可见光催化剂的制备方法及由该方法获得的产品 | |
| CN109603809B (zh) | 一种钒酸铋量子点与二氧化钛纳米带复合光催化剂的制备和应用 | |
| CN104525186A (zh) | 具有异质结构的球状钼酸铋纳米复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN103920518A (zh) | 一种具有高可见光活性的硫改性氮化碳光催化剂的合成方法及应用 | |
| CN109225273B (zh) | 一种硫化铜/硫化钨复合光催化剂及其制备方法 | |
| CN115007182B (zh) | 一种钾氧共掺杂石墨相氮化碳光催化剂的制备方法 | |
| CN106391062A (zh) | 一种BiVO4/BiOCl异质结光催化剂及其制备方法 | |
| CN113967481B (zh) | 一种类球状MoP-HCCN复合光催化剂及其制备方法与应用 | |
| CN113828345A (zh) | 一种氯化钠辅助合成氮化碳光催化剂的制备方法与应用 | |
| CN102600865B (zh) | 用于降解有机染料废水污染物的光催化剂及其制备方法 | |
| CN104028292A (zh) | N-TiO2/C和N-TiO2及其制备方法 | |
| CN111036272B (zh) | 一种C3N4/LaVO4复合光催化剂及其制备方法 | |
| CN104098134A (zh) | 一种无定形层包覆的TiO2纳米管的制备方法及其用途 | |
| CN107308974B (zh) | 一种g-C3N4-TiO2异质结光催化剂及其制备方法 | |
| CN105195203B (zh) | 一种可见光响应Nb2O5/g‑C3N4异质结材料的制备方法和用途 | |
| CN107961803B (zh) | 一种用于环境污染净化的有机无机复合光催化剂 | |
| CN110639586A (zh) | 一种花状g-C3N4/g-C3N4/BiOBr三元异质结光催化材料及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20200909 Address after: Room 302, investment service center, economic and Technological Development Zone, Yanqing District, Beijing Applicant after: BEIJING ZHONGZHI INNOVATION SCIENCE & TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co.,Ltd. Address before: The middle Tianfu Avenue in Chengdu city Sichuan province 610041 No. 1388 1 8 storey building No. 866 Applicant before: CHENGDU YUYA SCIENCE & TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
|
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |