《CSUB60/SUB/BISUB2/SUBTIOSUB4/SUBFSUB2/SUB复合光催化剂的制备方法.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《CSUB60/SUB/BISUB2/SUBTIOSUB4/SUBFSUB2/SUB复合光催化剂的制备方法.pdf(9页珍藏版)》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 102941106 A(43)申请公布日 2013.02.27CN102941106A*CN102941106A*(21)申请号 201210480839.0(22)申请日 2012.11.22B01J 27/135(2006.01)(71)申请人上海师范大学地址 200234 上海市徐汇区桂林路100号(72)发明人李贵生 蒋波 徐鹏鹏 张蝶青李和兴(74)专利代理机构上海伯瑞杰知识产权代理有限公司 31227代理人张美娟(54) 发明名称C60/Bi2TiO4F2复合光催化剂的制备方法(57) 摘要本发明公开了一种C60/Bi2TiO4F2复合光催化剂的制备方法,。
2、其步骤为:一定质量的钛源溶于醇液A,搅拌4h,制得钛源溶液;同时将0.624g的Bi(NO3)35H2O,溶于醇液B中;搅拌4h,制得铋源溶液;然后将钛源溶液缓缓地加入到Bi(NO3)35H2O溶液中,然后加入不同体积的2mg/mL的C60甲苯溶液,使C60与Bi2TiO4F2的质量比分别为:0.5%、1%、2%、5%;持续搅拌30min后置入50mL水热釜,在100-200条件下保持6-72h后自然冷却至室温;经离心,并用去离子水和乙醇各洗涤三次后,在80下真空干燥12h得到C60/Bi2TiO4F2复合光催化剂。其有益效果为:所使用的化学试剂均为常用试剂、廉价易得,方法工艺简单。(51)I。
3、nt.Cl.权利要求书1页 说明书4页 附图3页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 3 页1/1页21.C60/Bi2TiO4F2复合光催化剂的制备方法,其特征如下:其步骤为:1)一定质量的钛源溶于醇液A,搅拌4h,制得钛源溶液;同时将0.624g的Bi(NO3)35H2O,溶于醇液B中;搅拌4h,制得铋源溶液;2)然后将钛源溶液缓缓地加入到Bi(NO3)35H2O溶液中,然后加入不同体积的2mg/mL的C60甲苯溶液,使C60与Bi2TiO4F2的质量比分别为:0.5%、1%、2%、5%;持续搅拌30min后置入50mL水热釜,在。
4、100-200条件下保持6-72h后自然冷却至室温;3)经离心,并用去离子水和乙醇各洗涤三次后,在80下真空干燥12h得到C60/Bi2TiO4F2复合光催化剂。2.根据权利要求1所述的C60/Bi2TiO4F2复合光催化剂的制备方法,其特征如下:所述的钛源和Bi(NO3)35H2O的质量比为1:2。3.根据权利要求1所述的C60/Bi2TiO4F2复合光催化剂的制备方法,其特征如下:所述的钛源为硫酸氧钛、钛酸四丁酯、异丙醇钛、四氯化钛、四氟化钛中的一种。4.根据权利要求3所述的C60/Bi2TiO4F2复合光催化剂的制备方法,其特征如下:所述的钛源为四氟化钛。5.根据权利要求1所述的C60/。
5、Bi2TiO4F2复合光催化剂的制备方法,其特征如下:所述的醇液A和醇液B为乙醇、丙三醇、异丙醇、叔丁醇和乙二醇中相同的一种或不同的两种。6.根据权利要求5所述的C60/Bi2TiO4F2复合光催化剂的制备方法,其特征如下:所述的醇液A为叔丁醇和醇液B为乙二醇。7.根据权利要求6所述的C60/Bi2TiO4F2复合光催化剂的制备方法,其特征如下:所述的叔丁醇和乙二醇的体积分别为10-35mL和0-10mL。权 利 要 求 书CN 102941106 A1/4页3C60/Bi2TiO4F2复合光催化剂的制备方法技术领域0001 本发明涉及一种光催化剂的制备方法,具体为C60/Bi2TiO4F2复。
6、合光催化剂的制备方法。属于光催化剂技术领域。背景技术0002 TiO2由于廉价、无毒、稳定等优点被广泛地用作光催化剂。但是受TiO2禁带宽度的限制(3.2eV),它仅可以吸收紫外光(占太阳光的4%)。为了提高对太阳光的利用,近年来开发新型可见光光催化剂的研究越来越多,如合成BiVO4,BiWO6,Ag3PO4,SrTiO3,Sm2Ti2S2O5和Bi5O7I3等非钛类的可见光催化剂逐渐成为研究热点。0003 目前Bi2TiO4F2的合成主要是通过高温固相反应,在高温下形成没有规则形貌的Bi2TiO4F2,其粒子堆积严重,比表面积极其小,且晶相不纯,含少量的BiOF和TiO2杂质等因素导致可见光。
7、活性低。本项研究工作通过溶剂热法,合成了具有多级结构钙钛矿型可见光催化剂Bi2TiO4F2微米球过程中原位加入C60合成C60/Bi2TiO4F2复合光催化剂。0004 C60是n-型能隙半导体,吸收可见光,具有较高的电子迁移率,有利于电子传输。同时C60由于具有独特的电子结构,较小的电子转移重组能和强的亲和性等而成为重要的电子受体。C60/Bi2TiO4F2复合光催化剂,C60作为电子受体有利于电子-空穴的分离,为进一步提高光催化效率提供新工艺新材料。发明内容0005 本发明的目的是为了提供一种简单易行、产率高的C60/Bi2TiO4F2复合光催化剂的制备方法,以解决现有技术的上述问题。00。
8、06 本发明的高活性C60/Bi2TiO4F2复合光催化剂,采用叔丁醇和乙二醇双醇体系作为溶剂,采用四氟化钛为钛源,Bi(NO3)35H2O为铋前躯体用水热一步法制得。C60/Bi2TiO4F2复合光催化剂中C60作为电子受体能有效地分离电子和空穴,从而提高光催化活性。所以该催化剂能快速高效降解染料废水,并以罗丹明B,MO染料作为模拟污染物有着较好效果。0007 所述的C60/Bi2TiO4F2复合光催化剂的制备方法,包括如下步骤:0008 1)一定质量的钛源溶于醇液A,搅拌4h,制得钛源溶液;同时将0.624g的Bi(NO3)35H2O,溶于醇液B中;搅拌4h,制得铋源溶液;0009 2)然。
9、后将钛源溶液缓缓地加入到Bi(NO3)35H2O溶液中,然后加入不同体积的2mg/mL的C60甲苯溶液,使C60与Bi2TiO4F2的质量比分别为:0.5%、1%、2%、5%;持续搅拌30min后置入50mL水热釜,在100-200条件下保持6-72h后自然冷却至室温;0010 3)经离心,并用去离子水和乙醇各洗涤三次后,在80下真空干燥12h得到C60/Bi2TiO4F2复合光催化剂。0011 所述的钛源和Bi(NO3)35H2O的质量比为1:2。0012 所述的钛源为硫酸氧钛、钛酸四丁酯、异丙醇钛、四氯化钛、四氟化钛中的一种;其中,优选四氟化钛。说 明 书CN 102941106 A2/4。
10、页40013 所述的醇液A和醇液B为乙醇、丙三醇、异丙醇、叔丁醇和乙二醇中相同的一种或不同的两种;其中,优选醇液A为叔丁醇,醇液B为乙二醇。0014 所述的叔丁醇和乙二醇的体积分别为10-35mL和0-10mL。0015 所述的光催化剂性能测试是在液相中完成的,模拟污染物为RhB水溶液。0016 本发明制备的产品通过以下手段进行结构表征:采用在日本理学Rigaku D/Max-RB型X射线衍射仪上测量的X射线衍射进行样品的结构分析;采用QuantaChrome Nova 4000e型自动物理吸附仪测定样品的比表面积和孔结构;采用日本JEOL JSM-6380LV型扫描电镜获得的扫描电镜照片。0。
11、017 本发明与现有技术相比,具有以下优点及突出效果:本发明所使用的化学试剂均为常用试剂、廉价易得,方法工艺简单,通过改变C60的含量达到复合催化剂活性最高。同时,在120min,C60含量为1%时C60/Bi2TiO4F2复合光催化剂在可见光降解浓度RhB比Bi2TiO4F2的提高约30%。附图说明0018 图1为所制得的不同C60/Bi2TiO4F2复合光催化剂的XRD图谱;0019 图2为所制得的不同C60/Bi2TiO4F2复合光催化剂样品的UV-Vis吸收光谱图;0020 图3为所制得的不同C60/Bi2TiO4F2复合光催化剂高分辨扫描电图;0021 图4为所制得的不同C60/Bi。
12、2TiO4F2复合光催化剂样品的透射电镜图;0022 图5为制得不同C60/Bi2TiO4F2复合光催化剂样品对染料废水降解进程图。具体实施方式0023 下面结合具体实施例对本发明是如何实现的做进一步详细、清楚、完整地说明,所列实施例仅对本发明予以进一步的说明,并不因此而限制本发明:0024 实施例10025 0.1mL硫酸氧钛溶于20mL叔丁醇,同时加入0.624g的Bi(NO3)35H2O,溶于5mL乙二醇中,两溶液分别搅拌4h。然后将硫酸氧钛溶液缓缓地加入到Bi(NO3)35H2O溶液中,然然后加入不同体积的2mg/mL的C60甲苯溶液,使C60与Bi2TiO4F2的质量比为:0.5%、。
13、1%、2%、5%;持续搅拌30min后加入一定量的HF4,置入50mL水热釜,在100-200条件下保持6-72h后自然冷却至室温。经离心和去离子水和乙醇各洗涤三次后,在80下真空干燥12h得到所需样品。0026 实施例20027 0.1mL钛酸四丁酯溶于20mL叔丁醇,同时加入0.624g的Bi(NO3)35H2O,溶于10mL乙二醇中,两溶液分别搅拌4h。然后将钛酸四丁酯溶液缓缓地加入到Bi(NO3)35H2O溶液中,然后加入不同体积的2mg/mL的C60甲苯溶液,使C60与Bi2TiO4F2的质量比为:0.5%、1%、2%、5%;持续搅拌30min后加入一定量的HF4,置入50mL水热釜。
14、,在100-200条件下保持6-72h后自然冷却至室温。经离心和去离子水和乙醇各洗涤三次后,在80下真空干燥12h得到所需样品。0028 实施例30029 0.1mL异丙醇钛溶于20mL叔丁醇,同时加入0.624g的Bi(NO3)35H2O,溶于10mL说 明 书CN 102941106 A3/4页5乙二醇中,两溶液分别搅拌4h。然后将异丙醇钛溶液缓缓地加入到Bi(NO3)35H2O溶液中,然后加入不同体积的2mg/mL的C60甲苯溶液,使C60与Bi2TiO4F2的质量比为:0.5%、1%、2%、5%;持续搅拌30min后加入一定量的HF4,置入50mL水热釜,在100-200条件下保持6-。
15、72h后自然冷却至室温。经离心和去离子水和乙醇各洗涤三次后,在80下真空干燥12h得到所需样品。0030 实施例40031 0.1mL四氯化钛溶于20mL叔丁醇,同时加入0.624g的Bi(NO3)35H2O,溶于5mL乙二醇中,两溶液分别搅拌4h。然后将四氯化钛溶液缓缓地加入到Bi(NO3)35H2O溶液中,然后加入不同体积的2mg/mL的C60甲苯溶液,使C60与Bi2TiO4F2的质量比为:0.5%、1%、2%、5%;持续搅拌30min后加入一定量的HF4,置入50mL水热釜,在100-200条件下保持6-72h后自然冷却至室温。经离心和去离子水和乙醇各洗涤三次后,在80下真空干燥12h。
16、得到所需样品。0032 实施例50033 0.08g四氟化钛溶于20mL叔丁醇,同时加入0.624g的Bi(NO3)35H2O,溶于5mL乙二醇中,两溶液分别搅拌4h。然后将四氟化钛溶液缓缓地加入到Bi(NO3)35H2O溶液中,然后加入不同体积的2mg/mL的C60甲苯溶液,使C60与Bi2TiO4F2的质量比为:0.5%、1%、2%、5%;持续搅拌30min后置入50mL水热釜,在100-200条件下保持6-72h后自然冷却至室温。经离心和去离子水和乙醇各洗涤三次后,在80下真空干燥12h得到所需样品。0034 实施例60035 0.08g四氟化钛溶于20mL叔丁醇,加入0.624g的Bi。
17、(NO3)35H2O,溶于5mL丙三醇中,两溶液分别搅拌4h。然后将钛源溶液缓缓地加入到Bi(NO3)35H2O溶液中,然后加入不同体积的2mg/mL的C60甲苯溶液,使C60与Bi2TiO4F2的质量比为:0.5%、1%、2%、5%;持续搅拌30min后置入50mL水热釜,在100-200条件下保持6-72h后自然冷却至室温。经离心和去离子水和乙醇各洗涤三次后,在80下真空干燥12h得到所需样品。0036 实施例70037 0.08g四氟化钛溶于20mL乙醇,同时加入0.624gBi(NO3)35H2O,溶于10mL丙三醇中,两溶液分别搅拌4h。然后将钛源溶液缓缓地加入到Bi(NO3)35H。
18、2O溶液中,然后加入不同体积的2mg/mL的C60甲苯溶液,使C60与Bi2TiO4F2的质量比为:0.5%、1%、2%、5%;持续搅拌30min后置入50mL水热釜,在100-200条件下保持6-72h后自然冷却至室温。经离心和去离子水和乙醇各洗涤三次后,在80下真空干燥12h得到所需样品。0038 实施例80039 0.08g四氟化钛溶于20mL异丙醇,同时加入0.624g的Bi(NO3)35H2O,溶于5mL丙三醇中,两溶液分别搅拌4h。然后将钛源溶液缓缓地加入到Bi(NO3)35H2O溶液中,然后加入不同体积的2mg/mL的C60甲苯溶液,使C60与Bi2TiO4F2的质量比为:0.5。
19、%、1%、2%、5%;持续搅拌30min后置入50mL水热釜,在100-200条件下保持6-72h后自然冷却至室温。经离心和去离子水和乙醇各洗涤三次后,在80下真空干燥12h得到所需样品。0040 实施例90041 0.08g的四氟化钛溶于20mL叔丁醇,同时加入0.624g的Bi(NO3)35H2O,溶于5mL乙二醇中,两溶液分别搅拌4h。然后将钛源溶液缓缓地加入到Bi(NO3)35H2O溶液中,然后说 明 书CN 102941106 A4/4页6加入不同体积的2mg/mL的C60甲苯溶液,使C60与Bi2TiO4F2的质量比为:0.5%、1%、2%、5%;持续搅拌30min后置入50mL水。
20、热釜,在100-200条件下保持6-72h后自然冷却至室温。经离心和去离子水和乙醇各洗涤三次后,在80下真空干燥12h得到所需样品。0042 实施例100043 0.08g四氟化钛溶于20mL乙醇,同时加入0.624gBi(NO3)35H2O,溶于5乙二醇中,两溶液分别搅拌4h。然后将钛源溶液缓缓地加入到Bi(NO3)35H2O溶液中,然后加入不同体积的2mg/mL的C60甲苯溶液,使C60与Bi2TiO4F2的质量比为:0.5%、1%、2%、5%;持续搅拌30min后置入50mL水热釜,在100-200条件下保持6-72h后自然冷却至室温。经离心和去离子水和乙醇各洗涤三次后,在80下真空干燥。
21、12h得到所需样品。0044 从图1可以看出,样品中均为Bi2TiO4F2晶型,随着C60含量的增加,没有出现C60的峰,可能是因为C60分布的均匀。0045 从图2可以看出,随着随着C60含量的增加,Bi2TiO4F2在可见光区的吸收增强。0046 从图3可以看出,随着随着C60含量的增加Bi2TiO4F2的形貌保持较好,均为花片堆积成的微米球。0047 从图4可以看出,花片的表面负载了C60的颗粒。0048 从图5可以看出,随着C60的增加,活性现增加后降低,其中当C60含量为1%时活性最好。说 明 书CN 102941106 A1/3页7图1图2说 明 书 附 图CN 102941106 A2/3页8图3图4说 明 书 附 图CN 102941106 A3/3页9图5说 明 书 附 图CN 102941106 A。