液(最大吸收波长463nm)的光催化效率，检测结果见图6b。
[0133]由图6b可见，与纳米二氧化钛P25相比，本发明制备的B/Ti02/贝壳复合光催化剂对甲基橙(最大吸收波长463nm)具有更高的光催化效率。
[0134]从图6a和图6b中可以看出，由于甲基橙的最大吸收波长在463nm左右，而活性红X-3B的最大吸收波长在538nm左右，活性红X-3B的最大吸收波长更远离紫外区，可以本发明制备的B/Ti02/贝壳复合光催化剂具有更宽的光响应范围，光催化效果更好。
[0135]本发明制备的B/Ti02/贝壳复合光催化剂由于颗粒较大，无法进行紫外-可见吸收光谱测试，且B/Ti02/贝壳复合光催化剂中实际有效光降解成分为B/Ti02，因此B/Ti02的紫夕卜-可见吸收光谱测试结果可以代表B/Ti02/贝壳复合光催化剂的紫外-可见吸收光谱测试结果。对纳米二氧化钛P25和B/Ti02进行紫外-可见光谱(UV-vis)测试发现(见图6c)，B/Ti02比纳米二氧化钛P25具有更宽的光响应范围，这与图6a和图6b的结论相一致。
[0136]检测例4
[0137]检测底物初始浓度对B/Ti02/贝壳复合光催化剂活性的影响，具体包括:
[0138]分别配制浓度为10、20、30、40、50mg/L的甲基橙溶液，B/Ti02/贝壳复合光催化剂的浓度为2g/L，进行光催化反应，绘制甲基橙去除率与光照时间的关系。反应过程中，每隔5min进行一次取样，取出后立即在12000r/min下离心lOmin，取上清液在最大吸收波长处测量其吸光度。检测结果见图7a和图7b。
[0139]由图7a和图7b可见，当甲基橙浓度较低时，B/Ti02/贝壳复合光催化剂在单位时间内具有较高的光催化效率，表明光催化效率与反应物初始浓度有关，初始浓度越低，光催化效率越高;说明光催化技术是处理低浓度污染物的有效手段。
[0140]检测例5
[0141 ]考察初始溶液pH对B/Ti02/贝壳复合光催化剂活性的影响，具体包括:
[0142]取五份浓度为20mg/L的甲基橙溶液，分别用出504和NaOH溶液调节甲基橙溶液的pH值至2、4、6、8、10、12，然后向每份甲基橙溶液投入8/1102/贝壳复合光催化剂至8/1^02终浓度为lg/l，光降50分钟，绘制不同的pH值对B/Ti02/贝壳复合光催化剂活性的影响，考察结果见图8a;
[0143]同样地，取三份浓度为20mg/L的甲基橙溶液，另外两份分别用H2SO4和NaOH溶液调节甲基橙溶液的PH值至2、7、12，然后向每份甲基橙溶液投入纳米二氧化钛P25至终浓度为lg/L，光降50分钟，绘制不同的pH值对B/Ti02/贝壳复合光催化剂活性的影响;考察结果见图8b。
[0144]由图8a和8b可见，B/Ti02/贝壳复合光催化剂在酸性条件下的光催化效率较高(在pH=2时达到最高)，这是因为酸性介质有利于溶解氧和激发电子作用生成氧化性极强的.0H，使得光降解甲基橙的效果显著。而当甲基橙溶液为弱酸性或中性时，溶液的PH值对光催化效率影响不大，B/Ti02/贝壳复合光催化剂的光催化效率比在酸性介质下要低;而当甲基橙溶液碱性逐渐增强时，B/Ti02/贝壳复合光催化剂的光催化效率却逐渐提高，这可能与溶液中.0H的浓度逐渐提高有关;并且由于纳米二氧化钛P25需要酸性介质才能发挥催化性能，因此在碱性条件下，B/Ti02/贝壳复合光催化剂的催化性能优于纳米二氧化钛P25。
[0145]检测例6
[0146]配制含活性艳红X-3B人工配制印染废水，配方为:活性艳红X-3B20mg/L，葡萄糖860mg/L，醋酸(99.9 % )0.150ml/L，尿素 108mg/L，KH2P0467mg/L，NaHC03840mg/L，MgSO4.7H20 38mg/L,CaCl221mg/L,FeCl3.6H2O 7mg/L。采用与检测例I相同的方法测试本发明的B/Ti02/贝壳复合光催化剂和纳米二氧化钛p25上述印染废水的光催化效率，考察本发明的B/Ti02/贝壳复合光催化剂和纳米二氧化钛p25对含活性艳红X-3B人工配制印染废水的降解效果;考察结果见图9。
[0147]由图9可见，与纳米二氧化钛p25相比，本发明的B/Ti02/贝壳复合光催化剂对上述含活性艳红X-3B人工配制印染废水的降解率大大提高。
【主权项】
1.一种贝壳基掺硼二氧化钛复合光催化剂，其特征在于，由以下制备方法制备而成: (1)将钛酸酯分散于有机溶剂中，获得淡黄色溶液； (2)将硼酸、贝壳粉加入到去离子水中，混合均匀，获得混悬液； (3)在快速搅拌条件下，将所述淡黄色溶液逐滴滴加到所述混悬液中，继续搅拌直至钛酸酯充分水解，获得初始反应溶液； (4)将所述初始反应溶液置入高温高压反应釜中，于140?180°C下水热反应2?12h后自然冷却至室温，获得反应混合物； (5)将所述反应混合物离心分离，取沉淀，洗涤干燥，获得初成品； (6)将所述初成品充分研磨后煅烧，自然冷却至室温； 最终获得所述贝壳基掺硼二氧化钛复合光催化剂。2.如权利要求1所述的贝壳基掺硼二氧化钛复合光催化剂，其特征在于，步骤(I)中，所述钛酸酯与有机溶剂的体积比为(3:1)?(1:1)。3.如权利要求1所述的贝壳基掺硼二氧化钛复合光催化剂，其特征在于，步骤(2)中，先对所述贝壳粉进行酸处理，然后再加入到去离子水中。4.如权利要求3所述的贝壳基掺硼二氧化钛复合光催化剂，其特征在于，所述酸处理为:将贝壳置于0.1?2M的稀硫酸溶液中浸泡6?24h，再用去离子水漂洗至中性后烘干，粉碎成粒径为100?400目的贝壳粉。5.如权利要求1或3或4所述的贝壳基掺硼二氧化钛复合光催化剂，其特征在于，步骤(2)中，所述硼酸与贝壳粉的质量比为(1:4)?(2:1)。6.如权利要求5所述的贝壳基掺硼二氧化钛复合光催化剂，其特征在于，步骤(2)中，所述硼酸与贝壳粉的质量比为(1:2)?(2:1)。7.如权利要求1所述的贝壳基掺硼二氧化钛复合光催化剂，其特征在于，步骤(3)中，搅拌速率维持在300?600rpm，淡黄色溶液的滴加速度维持在20-50滴/分钟。8.如权利要求1所述的贝壳基掺硼二氧化钛复合光催化剂，其特征在于，步骤(4)中，将所述初始反应溶液置入高温高压反应釜中，于160?180°C下水热反应8?12h后自然冷却至室温，获得反应混合物。9.如权利要求1所述的贝壳基掺硼二氧化钛复合光催化剂，其特征在于，步骤(6)中，将所述初成品充分研磨后，在550?7 50°C下煅烧I?5h。10.—种贝壳基掺硼二氧化钛复合光催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)将钛酸酯溶于有机溶剂中，获得淡黄色溶液； (2)将硼酸、贝壳粉加入到去离子水中，混合均匀，获得混悬液； (3)在快速搅拌条件下，将所述淡黄色溶液逐滴滴加到所述混悬液中，继续搅拌直至钛酸酯充分水解，获得初始反应溶液； (4)将所述初始反应溶液置入高温高压反应釜中，于140?180°C下水热反应2?12h后自然冷却至室温，获得反应混合物； (5)将所述反应混合物离心分离，取沉淀，洗涤干燥，获得初成品； (6)将所述初成品充分研磨后煅烧，自然冷却至室温，获得所述贝壳基掺硼二氧化钛复合光催化剂。
【专利摘要】本发明公开了一种贝壳基掺硼二氧化钛复合光催化剂及其制备方法。该制备方法包括：将钛酸酯溶于有机溶剂中，获得淡黄色溶液；将硼酸、贝壳粉加入到去离子水中，混合均匀，获得混悬液；在快速搅拌条件下，将淡黄色溶液逐滴滴加到混悬液中，继续搅拌直至钛酸酯充分水解，获得初始反应溶液；将初始反应溶液置入高温高压反应釜中，于140～180℃下水热反应2～12h后自然冷却至室温，获得反应混合物；将反应混合物离心分离，取沉淀，洗涤干燥，获得初成品；将初成品充分研磨后煅烧，自然冷却至室温，获得贝壳基掺硼二氧化钛复合光催化剂。方法操作简单，环保，光催化剂活性高，能回收利用，光响应范围广。
【IPC分类】B01J23/02, C02F1/30, C02F101/38
【公开号】CN105536765
【申请号】CN201510973652
【发明人】赵雪芹, 张永明, 叶婷, 杨婷, 孔祥东
【申请人】浙江理工大学
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月21日