本发明属于光催化领域，具体涉及一种高效钛基光催化剂的制备方法。
背景技术：
二氧化钛(tio2)由于其具有化学惰性、良好的生物兼容性、较强的氧化能力以及抗化学腐蚀的能力，且价格低廉，在能量转换、废水处理、环境净化、传感器、涂料、化妆品、催化剂、填充剂等诸多领域都引起了国内外学者的高度关注。尤其作为一种性能优良的n型半导体材料，可以充分利用太阳能，既节能又环保，是当前应用前景最为广阔的一种纳米功能材料。虽然二氧化钛是一种有潜质的光催化剂，但是宽带隙(锐钛矿约为3.2ev，金红石约为3.0ev)使得tio2只能被占太阳光5％的波长较短的紫外线(λ﹤387nm)激发，同时，光激发产生的电子和空穴极易复合，导致吸收光的量子产率很低，这大大阻碍了二氧化钛这种光催化剂的应用。
技术实现要素：
针对现有技术中的问题，本发明提供一种高效钛基光催化剂的制备方法，解决了现有纳米二氧化钛电子产率低的问题，利用一氧化钛的氧缺性，与钛酸正丁酯转化的二氧化钛形成多钛结构，提升表面二氧化钛的活性，有效的提升了光催化效率。
为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：
一种高效钛基光催化剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，将基材依次放入蒸馏水和无水乙醇中超声清洗20-30min，烘干得到洁净的基材；
步骤2，将聚乙烯醇加入至蒸馏水中搅拌均匀，得到聚乙烯醇液，然后将基材浸渍在聚乙烯醇液内，取出烘干后得到聚乙烯醇膜；
步骤3，将纳米一氧化钛粉末喷洒在聚乙烯醇膜表面，然后表面喷洒钛酸正丁酯，得到多膜基材；
步骤4，将多膜基材放入烧结釜中密封烧结2-5h，得到钛基光催化膜。
所述步骤1中的超声清洗的频率为50-80khz，温度为40-50℃，烘干的温度为100-120℃。
所述步骤2中的聚乙烯醇在蒸馏水中的浓度为20-40g/l，搅拌均匀的搅拌速度为1000-1500r/min，烘干的温度为100-120℃。
所述步骤3中的纳米一氧化钛采用粉末喷雾法均匀涂覆在聚乙烯醇膜表面，喷雾量为0.1-0.3g/cm2。
所述步骤3中的钛酸正丁酯的喷洒量为0.7-1.5ml/cm2，温度为5-10℃。
所述步骤4中的密封烧结的密封环境为氮气环境，烧结温度为280-300℃。
从以上描述可以看出，本发明具备以下优点：
1.本发明解决了现有纳米二氧化钛电子产率低的问题，利用一氧化钛的氧缺性，与钛酸正丁酯转化的二氧化钛形成多钛结构，提升表面二氧化钛的活性，有效的提升了光催化效率。
2.本发明利用聚乙烯醇作为粘合剂，将一氧化钛固化在基材上，同时高温烧结过程中形成缩聚，产生的水分子能够与钛酸正丁酯形成水解反应，转化为纳米二氧化钛。
3.本发明利用钛酸正丁酯将一氧化钛覆盖，并在表层形成液膜，同时钛酸正丁酯转化为二氧化钛并锐钛化，促使一氧化钛与二氧化钛形成共氧结构。
具体实施方式
结合实施例详细说明本发明，但不对本发明的权利要求做任何限定。
实施例1
一种高效钛基光催化剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，将基材依次放入蒸馏水和无水乙醇中超声清洗20min，烘干得到洁净的基材；
步骤2，将聚乙烯醇加入至蒸馏水中搅拌均匀，得到聚乙烯醇液，然后将基材浸渍在聚乙烯醇液内，取出烘干后得到聚乙烯醇膜；
步骤3，将纳米一氧化钛粉末喷洒在聚乙烯醇膜表面，然后表面喷洒钛酸正丁酯，得到多膜基材；
步骤4，将多膜基材放入烧结釜中密封烧结2h，得到钛基光催化膜。
所述步骤1中的超声清洗的频率为50khz，温度为40℃，烘干的温度为100℃。
所述步骤2中的聚乙烯醇在蒸馏水中的浓度为20g/l，搅拌均匀的搅拌速度为1000r/min，烘干的温度为100℃。
所述步骤3中的纳米一氧化钛采用粉末喷雾法均匀涂覆在聚乙烯醇膜表面，喷雾量为0.1g/cm2。
所述步骤3中的钛酸正丁酯的喷洒量为0.7ml/cm2，温度为5℃。
所述步骤4中的密封烧结的密封环境为氮气环境，烧结温度为280℃。
实施例2
一种高效钛基光催化剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，将基材依次放入蒸馏水和无水乙醇中超声清洗30min，烘干得到洁净的基材；
步骤2，将聚乙烯醇加入至蒸馏水中搅拌均匀，得到聚乙烯醇液，然后将基材浸渍在聚乙烯醇液内，取出烘干后得到聚乙烯醇膜；
步骤3，将纳米一氧化钛粉末喷洒在聚乙烯醇膜表面，然后表面喷洒钛酸正丁酯，得到多膜基材；
步骤4，将多膜基材放入烧结釜中密封烧结5h，得到钛基光催化膜。
所述步骤1中的超声清洗的频率为80khz，温度为50℃，烘干的温度为120℃。
所述步骤2中的聚乙烯醇在蒸馏水中的浓度为40g/l，搅拌均匀的搅拌速度为1500r/min，烘干的温度为120℃。
所述步骤3中的纳米一氧化钛采用粉末喷雾法均匀涂覆在聚乙烯醇膜表面，喷雾量为0.3g/cm2。
所述步骤3中的钛酸正丁酯的喷洒量为1.5ml/cm2，温度为10℃。
所述步骤4中的密封烧结的密封环境为氮气环境，烧结温度为300℃。
实施例3
一种高效钛基光催化剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，将基材依次放入蒸馏水和无水乙醇中超声清洗25min，烘干得到洁净的基材；
步骤2，将聚乙烯醇加入至蒸馏水中搅拌均匀，得到聚乙烯醇液，然后将基材浸渍在聚乙烯醇液内，取出烘干后得到聚乙烯醇膜；
步骤3，将纳米一氧化钛粉末喷洒在聚乙烯醇膜表面，然后表面喷洒钛酸正丁酯，得到多膜基材；
步骤4，将多膜基材放入烧结釜中密封烧结4h，得到钛基光催化膜。
所述步骤1中的超声清洗的频率为70khz，温度为45℃，烘干的温度为110℃。
所述步骤2中的聚乙烯醇在蒸馏水中的浓度为30g/l，搅拌均匀的搅拌速度为1300r/min，烘干的温度为110℃。
所述步骤3中的纳米一氧化钛采用粉末喷雾法均匀涂覆在聚乙烯醇膜表面，喷雾量为0.2g/cm2。
所述步骤3中的钛酸正丁酯的喷洒量为1.2ml/cm2，温度为8℃。
所述步骤4中的密封烧结的密封环境为氮气环境，烧结温度为290℃。
性能检测
对比例采用纳米二氧化钛薄膜材料(p25)。
空气净化按照gb/t23761-2009，污染气体采用浓度为150ppm的乙醛气体水处理按照gb/t23762-2009，降解液采用150mg/l的亚甲基蓝。
综上所述，本发明具有以下优点：
1.本发明解决了现有纳米二氧化钛电子产率低的问题，利用一氧化钛的氧缺性，与钛酸正丁酯转化的二氧化钛形成多钛结构，提升表面二氧化钛的活性，有效的提升了光催化效率。
2.本发明利用聚乙烯醇作为粘合剂，将一氧化钛固化在基材上，同时高温烧结过程中形成缩聚，产生的水分子能够与钛酸正丁酯形成水解反应，转化为纳米二氧化钛。
3.本发明利用钛酸正丁酯将一氧化钛覆盖，并在表层形成液膜，同时钛酸正丁酯转化为二氧化钛并锐钛化，促使一氧化钛与二氧化钛形成共氧结构。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。