一种光催化材料的制备方法技术

技术编号：13827304 阅读：56 留言：0更新日期：2016-10-13 07:24

本发明专利技术公开一种光催化材料的制备方法，属于功能材料技术领域。本发明专利技术所述方法通过溶胶凝胶法制备纳米TiO2，并且掺杂Co(NO3)2*6H2O以及硅藻土，主要原理是掺杂Co(NO3)2*6H2O可以降低TiO2的晶粒尺寸，提高其分散性，并且降低禁带宽度，提高光吸收边长，从而提高光催化性。而同时掺杂硅藻土的目的是因为，硅藻土是大孔结构，TiO2会吸附在硅藻土的孔径上，从而增加了比表面积，进而获得更优良的吸光度。本发明专利技术所述方法制备得到的光催化材料具有很低的禁带宽度，很高的光吸收带边，很好的光响应范围，其光生电子空穴对复合率低，光生电子利用率高，制备工艺简单，所需设备较少，成本较低，并且制备出的TiO2粉体性能稳定，在光催化方面具有广阔的应用前景。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光催化材料的制备方法，属于功能材料

技术介绍
TiO2在自然界中存在三种相：金红石相、锐钛矿相和板钛矿相，板钛矿和锐钛矿相是亚稳态，它们是TiO2中的低温相；金红石相是热力学稳定态，是TiO2的高温相，锐钛矿相和板钛矿相得到金红石相的转化温度一般为500~600℃。从锐钛矿到金红石的相变是亚稳态到稳定态的不可逆相变，不存在特定的相变温度，通常有较宽的相变温度范围。锐钛矿相的TiO2具有比金红石相的TiO2具有更好的光催化性能，尤其是当颗粒尺寸下降到纳米级以后，其光催化特性更加显著，是在环保和光电池材料方面有广阔应用前景的光催化材料，但是其光催化性能有两个重要瓶颈因素影响其应用，一是TiO2的能隙较宽(3.2eV)，需要吸收387 nm以下的紫外线才能被激发，所以只能吸收大概5%太阳光。所以长期以来，国内外一直致力于拓宽TiO2的吸收光谱。二是TiO2电子与空穴的复合率较高。电子与空穴的复合率高会严重的影响其催化性能。现在主要有二方面的方法解决这二种瓶颈，一个方面是采用表面修饰改性手段，如离子掺杂、贵金属沉积、有机染料敏化及与窄带隙半导体耦合等对宽带隙半导体材料(TiO2、ZnO等)进行改性。另一个方面是从纳米半导体材料的晶相结构、粒径大小、表面属性等材料合成角度出发，试图通过合成新型的纳米级的TiO2材料来使其可实用化。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种光催化材料的制备方法，通过金属离子的掺杂来提高TiO2的吸收带边，降低禁带宽度，并且析出第二相提高二氧化钛从锐钛矿向金红石转变的相变温度，以及掺杂硅藻土来作为吸附剂，制备...

【技术保护点】
一种光催化材料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：（1）按前驱体钛酸四丁酯与无水乙醇体积比为1:3~1:5的比例将前驱体钛酸四丁酯与无水乙醇混合后作为A液；（2）按硝酸、去离子水、无水乙醇的体积比为1:4~6:18~20的比例将硝酸、去离子水、无水乙醇混合后作为B液；（3）按8~10g/L的比例将Co(NO3)2*6H2O以及按照30~35g/L的比例将硅藻土溶于B液以得到C液，接着搅拌均匀，将A液与C液按照体积比为10：6~9的比例将C液缓慢滴加入A液中，滴加完毕后进行搅拌1~2小时；（4）将该溶胶在室温下静置陈化48~72小时，进行干燥、煅烧、研磨后即得到掺杂二氧化钛粉末。

【技术特征摘要】
1.一种光催化材料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：（1）按前驱体钛酸四丁酯与无水乙醇体积比为1:3~1:5的比例将前驱体钛酸四丁酯与无水乙醇混合后作为A液；（2）按硝酸、去离子水、无水乙醇的体积比为1:4~6:18~20的比例将硝酸、去离子水、无水乙醇混合后作为B液；（3）按8~10g/L的比例将Co(NO3)2*6H2O以及按照30~35g/L的比例将硅藻土溶于B液以得到C液，接着搅拌均匀，将A液与C液按照体积比为10：6~9的比例将C液缓慢滴加入A液中，滴加完毕后进行搅拌1~2小时；（4）将该溶胶在室温下静置陈化48~72小时，进行干燥、煅烧、研磨后即得到掺杂二氧化钛粉末。2.根据权利要求1所述的光催化材...

【专利技术属性】
技术研发人员：严继康，段志操，姜贵民，杜景红，甘国友，易健宏，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南;53

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