/aer复合光催化剂的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及催化剂技术领域，具体涉及一种Ti02/AER复合光催化剂的制备方法。
【背景技术】
[0002]半导体T12因其具有无毒、光催化活性高、氧化能力强、降解产物为COjPH2O等优点在染料废水处理等诸多领域被广泛应用。由于粉末状T12在使用时易团聚，且反应后悬浮在溶液中不易分离、回收，将T12固定在不同载体上制备成负载型光催化剂成为当前光催化领域的研究热点。T12固载之后，可以解决其在实际应用中的易团聚、难回收问题，但污染物分子与T12表面接触几率降低，这在一定程度上影响催化剂的降解速率，使负载型光催化剂的活性降低。为获得良好的使用效果，将T12负载于具有对目标污染物有较强的吸附富集性能、在不影响T12活性的前提下与之有较强的结合能力、易于液固分离的载体上。
[0003]717型强碱性阴离子交换树脂是淡黄色透明球体、强碱基团交换容量大，吸附能力强。阴离子可与其强碱基团交换并以化学键的形式结合，吸附活性基团可对污染物分子进tx富集，进而提尚光催化活性。
[0004]目前，缺乏一种光催化剂活性高的Ti02/AER复合光催化剂的制备方法。
【发明内容】
[0005]为解决上述问题，本发明的目的是提供了一种光催化剂活性高的Ti02/AER复合光催化剂的制备方法。
[0006]为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下:本发明的一种Ti02/AER复合光催化剂的制备方法，包括如下步骤:
[0007](I)AER树脂预处理；
[0008](2)在30mL无水乙醇中加入0.99-5.96mL的钛酸四丁酯，搅拌形成透明的淡黄色溶液A;将经预处理的AER加入到溶液A中，继续搅拌;所述钛原子物质的量n(Ti4+)与树脂中羟基物质的量η(0Η—)的比为1:1-6;
[0009](3)将固液混合物转入50mL的聚四氟乙烯内衬的反应釜，置于恒温干燥箱内，反应时间为6_24h;
[0010](4)自然冷却至室温，用无水乙醇和去离子水交替洗涤，干燥，制得Ti02/AER复合光催化剂。
[0011 ]进一步地，步骤(I)中，所述树脂用去离子水清洗至无色后浸泡24-30h，分离;依次在用2-4倍体积的4-5 %的NaOH浸泡4-6h，用去离子水洗至中性；用2_4倍体积的3_4 % HCl浸泡4-6h，去离子水洗至中性;2-4倍体积的4-5 % NaOH浸泡8-1 Oh，再用去离子水洗至中性;在温度为80°C恒温干燥箱烘干备用，将树脂从Cl—型转化为0H—型。
[0012]进一步地，步骤(I)中，所述树脂用去离子水清洗至无色后浸泡24h，分离；依次在用2倍体积的5 %的NaOH浸泡4h，用去离子水洗至中性；用2倍体积的4 % HCl浸泡4h，去离子水洗至中性;使用2倍体积的5 % NaOH浸泡8h，再用去离子水洗至中性;在温度为80 °C恒温干燥箱烘干备用，将树脂从Cl—型转化为0H—型。
[0013]更进一步地，在步骤(2)中，所述树脂为717型强碱性阴离子交换树脂。
[0014]进一步地，在步骤(2)中，在30mL无水乙醇中加入0.99-5.96mL的钛酸四丁酯，搅拌15-30min形成透明的淡黄色溶液A;
[0015]将经预处理的AER加入到溶液A中，继续搅拌30-60min;所述钛原子物质的量n(Ti4+ )与树脂中羟基物质的量n(OH-)的比为1:1-6。
[0016]进一步地，在步骤(3)中，将固液混合物转入50mL的聚四氟乙烯内衬的反应釜，置于温度为150 0C恒温干燥箱内，反应时间为6-24h。
[0017]更进一步地，在步骤(3)中，将固液混合物转入50mL的聚四氟乙稀内衬的反应爸，置于温度为150°C恒温干燥箱内，反应时间为18h。
[0018]进一步地，在步骤(4)中，自然冷却至室温，用无水乙醇和去离子水交替洗涤3-6次；110°C恒温干燥箱干燥10-13h，制得Ti02/AER复合光催化剂。
[0019]有益效果:本发明复合光光催化剂稳定性好，光催化剂活性高，重复使用性强，催化活性优良。
[0020]与现有技术相比，本发明具有如下优点:
[0021](I)本发明的负载型光催化剂不仅实现了 T12在固体小球AER上的固载，而且保证了 AER树脂的强吸附性能。复合材料由于AER的吸附性能和T12光催化作用相互协同表现出优良的光催化活性。
[0022](2)树脂上负载的T12颗粒部分覆盖树脂表面，这种结构可以较好的协同AER树脂的吸附性能和T12的光催化作用，加快光催化降解速率，提高反应效率。
【附图说明】
[0023]图1为本发明的纯AER和Ti02/AER的XRD图；
[0024]图2为本发明的a-Nl，b-N2，c_N4，d_N6( 10000 X )的 SEM照片；
[0025]图3为本发明的AER表面球形颗粒的EDS谱图；
[0026]图4为本发明的纯AER和Ti02/AER的FT-1R图；
[0027]图5为本发明的不同n(Ti4+)/n(0H—)的Ti02/AER的脱色曲线；
[0028]图6为本发明的不同反应时间的Ti02/AER的脱色曲线；
[0029]图7为本发明的不同反应时间的Ti02/AER的XRD图；
[0030]图8为本发明的不同光催化剂的重复使用性的图谱。
【具体实施方式】
[0031]以下通过实施例进一步说明本发明。应该理解的是，这些实施例是本发明的阐释和举例，并不以任何形式限制本发明的范围。
[0032]实施例1
[0033]试剂和仪器
[0034]201X7(717)型强碱性阴离子交换树脂(上海凌峰化学试剂有限公司)，36%浓盐酸(AR，上海博河精细化学品有限公司)，氢氧化钠、无水乙醇(AR，国药集团化学试剂有限公司)，钛酸四正丁酯(CP，2 98.0%，国药集团化学试剂有限公司)，甲基橙(AR，上海试剂三厂)。
[0035]电热鼓风干燥箱(上海一恒科学仪器有限公司)；754PC紫外可见分光光度计(上海奥谱勒仪器有限公司)；D8系列X-射线粉末衍射仪(德国布鲁克公司)、日立S-4800高分辨场发射扫描电镜(日本日立公司)；FTIR-650傅里叶变换红外光谱仪(天津港东科技发展股份有限公司)；YZ-GHX-A光化学反应仪(深圳市东露阳实业有限公司)。
[0036]本发明的一种Ti02/AER复合光催化剂的制备方法，包括如下步骤:
[0037](I )AER树脂预处理;所述树脂用去离子水清洗至无色后浸泡24h，分离;依次在用2倍体积的5%的NaOH浸泡4h，用去离子水洗至中性;用2倍体积的4%HC1浸泡4h，去离子水洗至中性;使用2倍体积的5 % NaOH浸泡8h，再用去离子水洗至中性;在温度为80 °C恒温干燥箱烘干备用，将树脂从Cl—型转化为0H—型。
[0038](2)在30mL无水乙醇中加入5.96mL的钛酸四丁酯，搅拌15min形成透明的淡黄色溶液A;将经预处理的AER加入到溶液A中，继续搅拌30min;所述钛原子物质的量n(Ti4+)与树脂中羟基物质的量η(0Η—)的比为1:1;
[0039](3)将固液混合物转入50mL的聚四氟乙烯内衬的反应釜，置于温度为150°C恒温干燥箱内，反应时间为18h;
[0040](4)自然冷却至室温，用无水乙醇和去离子水交替洗涤3次；110°C恒温干燥箱干燥12h，制得Ti02/AER复合光催化剂，制得样品NI。
[0041 ] 实施例2
[0042]实施例2与实施例1的区别在于:
[0043]本发明的一种Ti02/AER复合光催化剂的制备方法，包括如下步骤:
[0044]在步骤(I)中，AER树脂预处理;所述树脂用去离子水清洗至无色后浸泡26h，分离；依次在用2.5倍体积的4%的NaOH浸泡5h，用去离子水洗至中性；用3倍体积的3%HC1浸泡5h，去离子水洗至中性;3倍体积的4.5 % NaOH浸泡9h，再用去离子水洗至中性;在温度为80°C恒温干燥箱烘干备用，将树脂从Cl-型转化为OH-型。
[0045]在步骤(2)中，在30mL无水乙醇中加入2.98mL的钛酸四丁酯，搅拌20min形成透明的淡黄色溶液A;将经预处理的AER加入到溶液A中，继续搅拌40min;所述钛原子物质的量η(Ti4+)与树脂中羟基物质的量η(0Η—)的比为1:2;
[0046]在步骤(3)中，将固液混合物转入50mL的聚四氟乙烯内衬的反应釜，置于温度