多功能型复合光催化剂的制作方法

文档序号:19869442发布日期:2020-02-08 05:41阅读:175来源:国知局

本发明属于光催化剂技术领域,具体涉及多功能型复合光催化剂。



背景技术:

光触媒顾名思义就是光催化剂。催化剂是改变化学反应速率的化学物质,其本身并不参与反应。光催化剂就是在光子的激发下能够起到催化作用的化学物质的统称,光催化技术是在20世纪70年代诞生的基础纳米技术,在中国大陆我们会用光触媒这个通俗词来称呼光催化剂。典型的天然光催化剂就是我们常见的叶绿素,在植物的光合作用中促进空气中的二氧化碳和水合成为氧气和碳水化合物。总的来说纳米光触媒技术是一种纳米仿生技术,用于环境净化,自清洁材料,先进新能源,癌症医疗,高效率抗菌等多个前沿领域。

针对现有的复合型光催化剂,使用光催化剂时,光催化剂通常涂抹使用,未发泡海绵状结构,与反应气体接触面积较小,对吸收近红外的光的转换效率较低,同时制备光催化剂时,光催化材料难以形成发泡海绵状结构,光催化剂与反应物的接触面积较小。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供多功能型复合光催化剂,以解决使用光催化剂时,光催化剂通常涂抹使用,未发泡海绵状结构,与反应气体接触面积较小,对吸收近红外的光的转换效率较低,同时制备光催化剂时,光催化材料难以形成发泡海绵状结构,光催化剂与反应物的接触面积较小的问题。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:多功能型复合光催化剂,其特征在于,包括以下组份:30~40重量份二氧化钛tio2、10~20重量份氧化锌zno、10~20重量份氧化锡sno2、10~15重量份二氧化锆zro2、10~15重量份硫化镉cds、10~15重量份fe3o4/β-nayf4:yb3+,tm3+/g-c3n4、12~15重量份联二脲、5~8重量份稳泡剂、3~7重量份催化剂。

优选的,多功能型复合光催化剂,包括以下组份:35重量份二氧化钛tio2、15重量份氧化锌zno、15重量份氧化锡sno2、13重量份二氧化锆zro2、12重量份硫化镉cds、10重量份fe3o4/β-nayf4:yb3+,tm3+/g-c3n4、15重量份联二脲、6重量份稳泡剂、5重量份催化剂。

优选的,所述二氧化钛tio2粒度为40~88μm,氧化锡sno2细粉粒度为20~40μm、二氧化锆zro2粒度为20~30μm。

优选的,所述催化剂为六水合硫酸亚铁铵和铈复合催化剂按照1:2~4充分混合制得的混合物。

多功能型复合光催化剂,通过以下方法制备:

s1:称取二氧化钛tio2、氧化锌zno、氧化锡sno2、fe3o4/β-nayf4:yb3+,tm3+/g-c3n4、联二脲、油酸、乙醇混合搅拌均匀,接着加入氢氧化钠水溶液并搅拌均匀得到混合溶液a;

s2:称取二氧化锆zro2、硫化镉cds、稳泡剂、催化剂混合得混合物b;

s3:混合溶液a中逐滴加入稀土氯化物溶液,搅拌20-40min,然后逐滴加入nh4f水溶液并搅拌50~70min得到前驱体,调节前驱体ph值为2~5;

s4:将混合物b加热至80~100℃;

s5:在前驱体中加入混合物b,至于聚四氟乙烯内衬的反应釜中,充分搅拌,水热反应3~5h后冷却至室温,得到反应物干燥20~30min。

优选的,所述所述水热反应温度为180~220℃。

优选的,所述稳泡剂为聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、纤维素按照2:3:2比例混合。

优选的,所述步骤s5中前驱体中加入混合物b后,进行超声震荡,超声震荡时间为10~15min,超声震荡的功率为40khz-80khz。

优选的,所述步骤s5中反应物通过造粒机制成粒径为2~8㎜的颗粒,充分干燥。

本发明提供了多功能型复合光催化剂。具备以下有益效果:

(1)本发明包含组份为30~40重量份二氧化钛tio2、10~20重量份氧化锌zno、10~20重量份氧化锡sno2、10~15重量份二氧化锆zro2、10~15重量份硫化镉cds、10~15重量份fe3o4/β-nayf4:yb3+,tm3+/g-c3n4、12~15重量份联二脲、5~8重量份稳泡剂、3~7重量份催化剂,避免了使用光催化剂时,光催化剂通常涂抹使用,未发泡海绵状结构,与反应气体接触面积较小,对吸收近红外的光的转换效率较低。

(2)本发明称取二氧化钛tio2、氧化锌zno、氧化锡sno2、fe3o4/β-nayf4:yb3+,tm3+/g-c3n4、联二脲、油酸、乙醇混合搅拌均匀,接着加入氢氧化钠水溶液并搅拌均匀得到混合溶液a;称取二氧化锆zro2、硫化镉cds、稳泡剂、催化剂混合得混合物b;合溶液a中逐滴加入稀土氯化物溶液,搅拌20-40min,然后逐滴加入nh4f水溶液并搅拌50~70min得到前驱体,调节前驱体ph值为2~5;将混合物b加热至80~100℃;在前驱体中加入混合物b,避免了制备光催化剂时,光催化材料难以形成发泡海绵状结构,光催化剂与反应物的接触面积较小。

具体实施方式

对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

实施案例一:

本发明提供如下技术方案:多功能型复合光催化剂,其特征在于,包括以下组份:30重量份二氧化钛tio2、10重量份氧化锌zno、10重量份氧化锡sno2、10重量份二氧化锆zro2、10重量份硫化镉cds、10重量份fe3o4/β-nayf4:yb3+,tm3+/g-c3n4、12重量份联二脲、5重量份稳泡剂、3重量份催化剂。

优选的,所述二氧化钛tio2粒度为40~88μm,氧化锡sno2细粉粒度为20~40μm、二氧化锆zro2粒度为20~30μm。

优选的,所述催化剂为六水合硫酸亚铁铵和铈复合催化剂按照1:2~4充分混合制得的混合物。

多功能型复合光催化剂,通过以下方法制备:

s1:称取二氧化钛tio2、氧化锌zno、氧化锡sno2、fe3o4/β-nayf4:yb3+,tm3+/g-c3n4、联二脲、油酸、乙醇混合搅拌均匀,接着加入氢氧化钠水溶液并搅拌均匀得到混合溶液a;

s2:称取二氧化锆zro2、硫化镉cds、稳泡剂、催化剂混合得混合物b;

s3:混合溶液a中逐滴加入稀土氯化物溶液,搅拌20-40min,然后逐滴加入nh4f水溶液并搅拌50~70min得到前驱体,调节前驱体ph值为2~5;

s4:将混合物b加热至80~100℃;

s5:在前驱体中加入混合物b,至于聚四氟乙烯内衬的反应釜中,充分搅拌,水热反应3~5h后冷却至室温,得到反应物干燥20~30min。

优选的,所述所述水热反应温度为180~220℃。

优选的,所述稳泡剂为聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、纤维素按照2:3:2比例混合。

优选的,所述步骤s5中前驱体中加入混合物b后,进行超声震荡,超声震荡时间为10~15min,超声震荡的功率为40khz-80khz。

优选的,所述步骤s5中反应物通过造粒机制成粒径为2~8㎜的颗粒,充分干燥。

实施案例二:

本发明提供如下技术方案:多功能型复合光催化剂,其特征在于,包括以下组份:35重量份二氧化钛tio2、15重量份氧化锌zno、15重量份氧化锡sno2、13重量份二氧化锆zro2、12重量份硫化镉cds、10重量份fe3o4/β-nayf4:yb3+,tm3+/g-c3n4、15重量份联二脲、6重量份稳泡剂、5重量份催化剂。

优选的,所述二氧化钛tio2粒度为40~88μm,氧化锡sno2细粉粒度为20~40μm、二氧化锆zro2粒度为20~30μm。

优选的,所述催化剂为六水合硫酸亚铁铵和铈复合催化剂按照1:2~4充分混合制得的混合物。

多功能型复合光催化剂,通过以下方法制备:

s1:称取二氧化钛tio2、氧化锌zno、氧化锡sno2、fe3o4/β-nayf4:yb3+,tm3+/g-c3n4、联二脲、油酸、乙醇混合搅拌均匀,接着加入氢氧化钠水溶液并搅拌均匀得到混合溶液a;

s2:称取二氧化锆zro2、硫化镉cds、稳泡剂、催化剂混合得混合物b;

s3:混合溶液a中逐滴加入稀土氯化物溶液,搅拌20-40min,然后逐滴加入nh4f水溶液并搅拌50~70min得到前驱体,调节前驱体ph值为2~5;

s4:将混合物b加热至80~100℃;

s5:在前驱体中加入混合物b,至于聚四氟乙烯内衬的反应釜中,充分搅拌,水热反应3~5h后冷却至室温,得到反应物干燥20~30min。

优选的,所述所述水热反应温度为180~220℃。

优选的,所述稳泡剂为聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、纤维素按照2:3:2比例混合。

优选的,所述步骤s5中前驱体中加入混合物b后,进行超声震荡,超声震荡时间为10~15min,超声震荡的功率为40khz-80khz。

优选的,所述步骤s5中反应物通过造粒机制成粒径为2~8㎜的颗粒,充分干燥。

实施例三:

多功能型复合光催化剂,其特征在于,包括以下组份:40重量份二氧化钛tio2、20重量份氧化锌zno、20重量份氧化锡sno2、15重量份二氧化锆zro2、15重量份硫化镉cds、15重量份fe3o4/β-nayf4:yb3+,tm3+/g-c3n4、15重量份联二脲、8重量份稳泡剂、7重量份催化剂。

优选的,所述二氧化钛tio2粒度为40~88μm,氧化锡sno2细粉粒度为20~40μm、二氧化锆zro2粒度为20~30μm。

优选的,所述催化剂为六水合硫酸亚铁铵和铈复合催化剂按照1:2~4充分混合制得的混合物。

多功能型复合光催化剂,通过以下方法制备:

s1:称取二氧化钛tio2、氧化锌zno、氧化锡sno2、fe3o4/β-nayf4:yb3+,tm3+/g-c3n4、联二脲、油酸、乙醇混合搅拌均匀,接着加入氢氧化钠水溶液并搅拌均匀得到混合溶液a;

s2:称取二氧化锆zro2、硫化镉cds、稳泡剂、催化剂混合得混合物b;

s3:混合溶液a中逐滴加入稀土氯化物溶液,搅拌20-40min,然后逐滴加入nh4f水溶液并搅拌50~70min得到前驱体,调节前驱体ph值为2~5;

s4:将混合物b加热至80~100℃;

s5:在前驱体中加入混合物b,至于聚四氟乙烯内衬的反应釜中,充分搅拌,水热反应3~5h后冷却至室温,得到反应物干燥20~30min。

优选的,所述所述水热反应温度为180~220℃。

优选的,所述稳泡剂为聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、纤维素按照2:3:2比例混合。

优选的,所述步骤s5中前驱体中加入混合物b后,进行超声震荡,超声震荡时间为10~15min,超声震荡的功率为40khz-80khz。

优选的,所述步骤s5中反应物通过造粒机制成粒径为2~8㎜的颗粒,充分干燥。

本发明实施例与普通光催化剂在同等实验条件下甲醛分解效率测试参考标准gb/t2761-2006,在紫外灯(365nm波长)条件下进行甲醛分解效率测试

对照表:

需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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