一种粉末态光催化剂固定化方法
【专利摘要】本发明公开了一种粉末态光催化剂固定化方法，是通过以下的步骤实现的：(A)将铝板浸入盐酸中，一段时间后铝板表面氧化膜被清洗掉，裸露纯铝；(B)将铝板从盐酸中取出，用蒸馏水瞬间清洗掉铝板表面的盐酸；(C)将二氧化钛粉末和水按照一定质量比混合制成二氧化钛粉末悬浊液；(D)将二氧化钛粉末悬浊液涂布在铝板表面；(E)在紫外光源照射下，在空气中静置；(F)将铝板浸入水中，用紫外光源照射涂布在铝板表面的二氧化钛1-10h；(G)重复2-5次步骤D-F，最后一次照射24h以上。本发明的特点是二氧化钛粉末直接固化在铝板上，固化强度明显高于现有技术，本发明可以扩展应用到光电催化剂领域。
【专利说明】一种粉末态光催化剂固定化方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种粉末态光催化剂固定化方法，属于光催化剂固定方法【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 作为光催化剂的二氧化钛常态呈粉末态，制约了其工业化应用。将光催化剂粉末 投入水中对水进行净化后，这些粉末必须再从水中分离出来。所以将光催化剂二氧化钛固 化有着重要的意义。
[0003] 目前各种光催化剂固化技术追求的是这种单纯固化。光催化的机理是大于带隙能 量的光子攻击在价电带的电子，使其激化并跳跃到电导带，而在价电带留下一个正孔。激化 了的电子和正孔具有很强的氧化还原能力，可以氧化分解水中的有机污染物。但是，95 %以 上激化了的电子和正孔又重新结合，导致目前的光催化剂的效率较低。如果想借助外电场 阻止或减少这种再结合，光催化剂中的激化电子必须逃逸光催化剂，或者外来电子可以进 来与正孔结合。这些都需要光催化剂和一个导体直接接触。而目前的光催化剂固化技术， 在光催化剂和基板之间是有绝缘的黏合剂，或者，虽光催化剂粉末直接固化在导体上，但固 化强度很弱，很容易从基板上分离，这样的弱固化强度实际上表明在催化剂和导体之间有 间隙，电子跳不过这个间隙。就是说，现有的固化光催化剂不可能借助外电场阻止或减少激 化的电子和正孔的再结合。
【发明内容】
[0004] 本发明提供一种粉末态光催化剂固定化方法，解决了现有技术中光催化剂与其固 化载体固化不牢固的问题，激化电子有可能进入基板，因此有可能借助外电场阻止激化电 子与正孔的再结合，从而扩大了光催化剂的应用性，可应用于光电催化领域。
[0005] 本发明是通过以下的技术方案实现的：
[0006] -种粉末态光催化剂固定化方法，是通过以下的步骤实现的：
[0007] (A)将铝板浸入盐酸中，l_2min后铝板表面氧化膜被清洗掉，裸露纯铝；
[0008] (B)将铝板从盐酸中取出，用蒸馏水瞬间清洗掉铝板表面的盐酸；
[0009] (C)将二氧化钛粉末和水按照质量比为1 :0. 5?2混合制成二氧化钛粉末悬浊 液；
[0010] (D)将二氧化钛粉末悬浊液用毛刷涂布在铝板表面；
[0011] (E)在紫外光源照射下，将涂布完成的铝板在空气中静置0. 5-5min ;
[0012] (F)将铝板浸入水中，用紫外光源照射涂布在铝板表面的二氧化钛涂层l-10h ;
[0013] (G)重复2-5次步骤D-F，最后一次照射24h以上。
[0014] 所述步骤（A)中盐酸为纯盐酸，纯盐酸与水的质量比例按1 :1?10配制而成。
[0015] 所述步骤（E)中紫外光源的波长为小于387nm的紫外线。
[0016] 所述步骤（E)中紫外光源和水面的最近距离小于5cm。
[0017] 本发明的有益效果为：
[0018] 1.本发明将粉末态光催化剂直接固化在铝板上，不存在绝缘粘合剂等外加助剂， 同时大大提高了固化强度。
[0019] 2.本发明使得光催化反应中生成的激化电子和正孔可以流入铝板导体，外电场介 入光催化反应成为了可能，从而本发明扩大了应用性，可以应用到光电催化剂领域。
【具体实施方式】
[0020] 以下结合实施例，对本发明做进一步说明。
[0021] 实施例1
[0022] 按照以下步骤制备粉末态固定化催化剂：
[0023] ㈧将铝板浸入盐酸中，其中铝板与盐酸的质量比为1 :1，lmin后铝板表面氧化膜 被清洗掉，裸露纯铝；
[0024] (B)将铝板从盐酸中取出，用蒸馏水瞬间清洗掉铝板表面的盐酸；
[0025] (C)将二氧化钛粉末和水按照质量比为1 :0. 5混合制成二氧化钛粉末悬浊液；
[0026] (D)将二氧化钛粉末悬浊液涂布在铝板表面；
[0027] (E)在紫外光源照射下，紫外光源和水面的最近距离小于5cm，将涂布完成的铝板 在空气中静置〇. 5min ;
[0028] (F)将铝板浸入水中，用紫外光源照射涂布在铝板表面的二氧化钛涂层lh ;
[0029] (G)重复2次步骤D-F，最后一次照射24h以上。
[0030] 实施例2
[0031] 按照以下步骤制备粉末态固定化催化剂：
[0032] (A)将铝板浸入盐酸中，其中铝板与盐酸的质量比为1 :10,2min后铝板表面氧化 膜被清洗掉，裸露纯铝；
[0033] (B)将铝板从盐酸中取出，用蒸馏水瞬间清洗掉铝板表面的盐酸；
[0034] (C)将二氧化钛粉末和水按照质量比为1 :2混合制成二氧化钛粉末悬浊液；
[0035] (D)将二氧化钛粉末悬浊液涂布在铝板表面；
[0036] (E)在紫外光源照射下，紫外光源和水面的最近距离小于5cm，将涂布完成的铝板 在空气中静置5min ;
[0037] (F)将铝板浸入水中，用紫外光源照射涂布在铝板表面的二氧化钛涂层10h ;
[0038] (G)重复5次步骤D-F，最后一次照射24h以上。
[0039] 实施例3
[0040] 按照以下步骤制备粉末态固定化催化剂：
[0041] ㈧将铝板浸入盐酸中，其中铝板与盐酸的质量比为1 :5,2min后铝板表面氧化膜 被清洗掉，裸露纯铝；
[0042] (B)将铝板从盐酸中取出，用蒸馏水瞬间清洗掉铝板表面的盐酸；
[0043] (C)将二氧化钛粉末和水按照质量比为1 :1. 3混合制成二氧化钛粉末悬浊液；
[0044] (D)将二氧化钛粉末悬浊液涂布在铝板表面；
[0045] (E)在紫外光源照射下，紫外光源和水面的最近距离小于5cm，将涂布完成的铝板 在空气中静置3min ;
[0046] (F)将铝板浸入水中，用紫外光源照射涂布在铝板表面的二氧化钛涂层5h ;
【权利要求】
1. 一种粉末态光催化剂固定化方法，其特征在于是通过以下的步骤实现的： (A) 将铝板浸入盐酸中，l-2min后铝板表面氧化膜被清洗掉，裸露纯铝； (B) 将铝板从盐酸中取出，用蒸馏水瞬间清洗掉铝板表面的盐酸； (C) 将二氧化钛粉末和水按照质量比为1 :0. 5?2混合制成二氧化钛粉末悬浊液； (D) 将二氧化钛粉末悬浊液用毛刷涂布在铝板表面； (E) 在紫外光源照射下，将涂布完成的铝板在空气中静置0. 5-5min ; (F) 将铝板浸入水中，用紫外光源照射涂布在铝板表面的二氧化钛涂层l-10h ; (G) 重复2-5次步骤D-F，最后一次照射24h以上。
2. 如权利要求1所述的粉末态光催化剂固定化方法，其特征在于所述步骤（A)中盐酸 为纯盐酸，纯盐酸与水的质量比例按1 :1?10配制而成。
3. 如权利要求1所述的粉末态光催化剂固定化方法，其特征在于所述步骤（E)中紫外 光源的波长为小于387nm的紫外线。
4. 如权利要求1所述的粉末态光催化剂固定化方法，其特征在于所述步骤（E)中紫外 光源和水面的最近距离小于5cm。
【文档编号】B01J21/06GK104084183SQ201410310624
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月1日 优先权日:2014年7月1日
【发明者】张连峰, 威廉.A.安德森 申请人:深圳市开天源自动化工程有限公司