一种钙钛矿氧化物掺杂TiO2光催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及用于纺织印染行业工业有机染料废水处理的光催化剂，具体涉及一种钙钛矿氧化物掺杂TiO2光催化剂，所述催化剂为BaxSr1‑xFe0.5Co0.5O3‑δ/TiO2，x=0～1，δ=0～3，钙钛矿掺杂比为35%‑90%。本催化剂掺入了价格低廉的TiO2，较之单独采用钙钛矿型复合氧化物，成本大为降低。同时，钙钛矿氧化物与TiO2的复合催化剂，光催化吸收波长红移，可以在常温日光下，达到了低成本高效率降解染料等有机化合物，具有很好的应用前景。

A perovskite oxide doped TiO

The invention relates to a photocatalyst used for treating industrial organic dye wastewater in textile printing and dyeing industry, in particular to a perovskite oxide doped TiO

【技术实现步骤摘要】
一种钙钛矿氧化物掺杂TiO2光催化剂及其制备方法
本专利技术涉及用于纺织印染行业工业有机染料废水处理的光催化剂，具体涉及一种钙钛矿氧化物掺杂TiO2光催化剂。
技术介绍
我国是染料生产大国，各种染料年产量已达90万吨，染料产量已占世界总产量的60%左右。纺织印染行业是工业废水排放量大，处理难度高，据不完全统计，我国印染废水每天排放量3×106-4×106m3，占总工业废水排放量的35％。来自染料工业和纺织工业的染料废水，成为当前重要的环境污染源。这些排出含有残留染料影响水质，恐胁公共卫生，其中某些偶氮染料或它们的代谢物（例如芳香胺）有严重毒性的，是潜在的致癌物。由于含有有机染料废水强烈抵触微生物降解，不可避免地转化为有毒或致癌物质，成为非常严峻的环境问题，威胁人类健康。目前的一些处理染料废水的方法有吸收法、生物降解法、氧化法、膜过滤等，由于在染料分子中存在很大程度的芳香结构以及现代染料稳定性，传统生物处理方法对于脱色和降解的效果不佳，在如絮凝、活性炭吸附、超滤、合成吸附树脂离子交换、反渗透、活性污泥等过程中，只是将染料化合物从水相转移到另一相，不能消除染料污染，难以完全毁灭染料污染物，在过程中存在很大的缺陷，潜在进一步二次污染问题。此外，吸附剂再生或循环以及污泥后处理需要昂贵的费用。当前最普通的实际处理污水的技术包括物理、化学、生物过程，通常效果不佳、复杂且花费昂贵。光催化氧化法是近二十年来研究开发的新技术，在充足的反应时间内将印染废水中的有机物氧化为简单的无机物，减少了二次污染，具有良好的发展前景。非均相光催化被认为是一种最具有发展前途的非生物降解方法，过程中分解有机物成无害的物质。TiO2性质稳定，价格低廉，又具有众多独特的性能，在有机污水处理中已有一些应用。但其较宽的禁带和较低的量子产率，在紫外光辐射下效果好，而在日光辐射下效果差，因此限制了TiO2的发展。钙钛矿型复合氧化物(ABO3)在光催化的优越性越来越受到人们重视，由于其禁带较窄，可吸收可见光发生电子跃迁，表现出良好的光催化活性，可用于有机物的光催化降解，在光催化剂存在的条件下，当适当波长的光照射水溶性染料的悬浮液时，催化剂表面会产生电子-空穴对，空穴进一步和水作用产生活性较强的羟基自由基OH·，与吸附在催化剂表面的染料分子发生氧化还原反应，将其降解为无机小分子，但是，钙钛矿氧化物存在成本较高的不足，不利于推广。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种在日光辐射下降解效果好且成本更低的光催化剂。为了实现上述目的，本专利技术公开了一种钙钛矿氧化物掺杂TiO2光催化剂，其特征在于：所述催化剂为BaxSr1-xFe0.5Co0.5O3-δ/TiO2，x=0～1，δ=0～3，钙钛矿掺杂比为35%-90%。本专利技术的另一个目的在于提供上述钙钛矿氧化物掺杂TiO2光催化剂的制备方法。为了实现上述目的，本专利技术公开了一种钙钛矿氧化物掺杂TiO2光催化剂的制备方法，其特征在于：将研磨后的BaxSr1-xFe0.5Co0.5O3-δ，x=0～1，δ=0～3，置于无水乙醇中进行搅拌，得到悬浊液；按钙钛矿掺杂比将相应分量的锐钛矿型TiO2水热粒子加入到悬浊液充分搅拌混合，直至匀浆状，在60-80℃下水浴蒸干悬浊液与锐钛矿型TiO2水热粒子的混合液，再研磨成颗粒，放入马弗炉中，400-800℃煅烧8h，研磨后，制得目标产物。本催化剂由于掺入了价格低廉的TiO2，较之单独采用钙钛矿型复合氧化物，成本大为降低。同时，钙钛矿氧化物与TiO2的复合催化剂，光催化吸收波长红移，可以在常温日光下，达到了低成本高效率降解染料等有机化合物的目的，而钙钛矿掺杂比为65%的催化剂拥有最好的光催化能力，该催化剂在105min时的催化率为100%，并且在30min之后该钙钛矿掺杂比的催化剂的催化率超过了纯TiO2的催化率，具有很好的应用前景。本专利技术的下面将结合附图和具体实施例对本专利技术进一步说明。附图说明图1为钙钛矿掺杂比为65%的SrFe0.5Co0.5O3-δ/TiO2的XRD图谱；图2为钙钛矿掺杂比为65%的Ba0.5Sr0.5Fe0.5Co0.5O3-δ/TiO2的XRD图谱；图3为钙钛矿掺杂比为65%的BaFe0.5Co0.5O3-δ/TiO2的XRD图谱；图4为钙钛矿掺杂比为65%的SrFe0.5Co0.5O3-δ/TiO2850℃煅烧后样品的SEM图；图5为钙钛矿掺杂比为65%的Ba0.5Sr0.5Fe0.5Co0.5O3-δ/TiO2850℃煅烧后样品的SEM图；图6为钙钛矿掺杂比为65%的BaFe0.5Co0.5O3-δ/TiO2850℃煅烧后样品的SEM图；图7为酸性蓝黑10B的紫外分光光度计的扫描图；图8为不同钙钛矿掺杂比的SrFe0.5Co0.5O3-δ/TiO2催化剂光催化AB降解率曲线图；图9为钙钛矿掺杂比为65%的SrFe0.5Co0.5O3-δ/TiO2催化剂不同浓度光催化AB降解率曲线图；图10为钙钛矿掺杂比为65%的SrFe0.5Co0.5O3-δ/TiO2催化剂在不同起始AB浓度下光催化降解效率曲线图；图11为钙钛矿掺杂比为65%的SrFe0.5Co0.5O3-δ/TiO2催化剂在不同pH值下光催化降解AB曲线图；图12为不同钙钛矿掺杂比的Ba0.5Sr0.5Fe0.5Co0.5O3-δ/TiO2催化剂光催化AB降解率曲线图；图13为钙钛矿掺杂比为65%的Ba0.5Sr0.5Fe0.5Co0.5O3-δ/TiO2催化剂不同浓度光催化AB降解率曲线图；图14为钙钛矿掺杂比为65%的Ba0.5Sr0.5Fe0.5Co0.5O3-δ/TiO2催化剂在不同起始AB浓度下光催化降解率曲线图；图15为钙钛矿掺杂比为65%的Ba0.5Sr0.5Fe0.5Co0.5O3-δ/TiO2催化剂在不同pH值下光催化降解AB曲线图；图16为不同钙钛矿掺杂比的BaFe0.5Co0.5O3-δ/TiO2催化剂光催化AB降解率曲线图；图17为钙钛矿掺杂比为65%的BaFe0.5Co0.5O3-δ/TiO2催化剂不同浓度光催化降解AB降解率曲线图；图18为钙钛矿掺杂比为65%的BaFe0.5Co0.5O3-δ/TiO2催化剂在不同起始AB浓度下光催化降解率曲线图；图19为钙钛矿掺杂比为65%的BaFe0.5Co0.5O3-δ/TiO2催化剂在不同pH值下光催化降解AB曲线图。具体实施方式本专利技术钙钛矿氧化物掺杂TiO2光催化剂为BaxSr1-xFe0.5Co0.5O3-δ/TiO2，其中x=0～1，δ=0～3，钙钛矿掺杂比范围为35%-90%，当钙钛矿掺杂比为65%时性能最为优良。下面将结合具体实施例作进一步说明。BaxSr1-xFe0.5Co0.5O3-δ/TiO2（x=0～1，δ=0～3）的制备：按原料Ba(NO3)2、Sr(NO3)2、Co(NO3)2·6H2O、Fe(NO3)3·9H2O化学计量比（mol）、柠檬酸1.5mol配比称量好后，将上述药品放入1000mL的烧杯中，再加入约300mL蒸馏水，用玻璃棒充分搅拌溶解后，放置在恒温磁力搅拌器上，并在溶液中插入温度计，烧杯上盖上表面皿，加热搅拌。将溶液温度升温至90℃后，调节恒温磁力搅拌器上的温度，使溶液温度控制在90-100本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钙钛矿氧化物掺杂TiO

【技术特征摘要】
2016.10.18 CN 20161090617581.一种钙钛矿氧化物掺杂TiO2光催化剂，其特征在于：所述催化剂为BaxSr1-xFe0.5Co0.5O3-δ/TiO2，x=0～1，δ=0～3，钙钛矿掺杂比为35%-90%。2.根据权利要求1所述的钙钛矿氧化物掺杂TiO2光催化剂，其特征在于：所述钙钛矿掺杂比为65%。3.根据权利要求1所述的钙钛矿氧化物掺杂TiO2光催化剂，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄向红，高芊卉，乔军，张里峰，方志宾，胡成琪，孟红燕，童均俞，许文磊，
申请(专利权)人：浙江树人大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33