專利名稱：具有可見光響應(yīng)的羥基氧化鎳(鐵)光催化劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光催化劑，特別是涉及一種具有可見光響應(yīng)的光催化劑。本發(fā)明還涉及上述催化劑的制備方法。本發(fā)明還涉及上述催化劑的用途。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體光催化技術(shù)是近30年來研究的比較廣泛的水處理方法，從1976年開始，人 們對半導(dǎo)體光催化技術(shù)能否用于污染控制產(chǎn)生了濃厚的興趣并開始對其進行了詳盡的研 究，取得了可喜的成績。在70年代光催化技術(shù)發(fā)展緩慢，80年代發(fā)展速度明顯加快，從90 年代開始光催化技術(shù)進入了高速發(fā)展期?？傊?，近年來光催化研究與開發(fā)工作呈快速上升 勢頭，每年都有大量關(guān)于光催化研究方面的文獻報道，并且數(shù)量急速增加?；诎雽?dǎo)體的光 催化技術(shù)對烴類、多環(huán)芳烴、商化芳烴化合物、染料、表面活性劑、農(nóng)藥、油類、氰化物等都能 有效地進行脫色、去毒、礦化為無毒、無機小分子物質(zhì)，從而實現(xiàn)空氣凈化、重金屬還原、飲 用水深度處理和水體中的有機污染物的降解等，具有重要的和潛在的應(yīng)用價值。半導(dǎo)體光 催化技術(shù)具有低能耗、易操作的特點，能使幾乎所有有機污染物降解到二氧化碳、水和其它 無機物，不產(chǎn)生二次污染，是目前光化學(xué)方法應(yīng)用于污染控制的諸多研究中的一個熱點，也 是一種很有應(yīng)用前景的水處理技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的意義在于提供一種具有可見光響應(yīng)的光催化劑，這種氧化物光催化劑， 既能有效的被可見光激發(fā)，又能保持良好的穩(wěn)定性和較高的催化活性，同時制備工藝簡單、 成本低廉。本發(fā)明提供的光催化劑是由半導(dǎo)體氧化物顆粒組成，其特征在于該催化劑是由羥 基氧化鎳、羥基氧化鐵中的一種或兩種成分組成。羥基氧化物粒子直徑在5納米到10微米 之間。本發(fā)明的具有可見光響應(yīng)的羥基氧化鎳(鐵)光催化劑的制備方法如下羥基氧化鎳的制備方法將一定量的可溶性金屬鎳鹽溶于一定量的去離子水中，然后加入一定量的氫氧化 鉀，劇烈攪拌IOmin后，再加入一定量的雙氧水，將上述溶液轉(zhuǎn)入IOOmL反應(yīng)釜中，在30 80°C晶化1 12小時，反應(yīng)完畢后反應(yīng)釜自然冷卻至室溫，所得沉淀用去離子水洗滌至中 性，所得產(chǎn)物在60°C下真空干燥3小時，得最終產(chǎn)物。其中，上述過程中的雙氧水質(zhì)量濃度 為 30%。羥基氧化鐵的制備方法將一定量的可溶性鐵鹽溶于一定量的乙醇和去離子水中，再加入一定量的硝酸 鈉，攪拌均勻后將上述溶液轉(zhuǎn)入50mL反應(yīng)釜中，在80 160°C晶化1 6小時，反應(yīng)完畢后反應(yīng)釜自然冷卻至室溫，所得沉淀用去離子水洗滌至中性，所得產(chǎn)物在60°C下真空干燥 3小時，得最終產(chǎn)物本發(fā)明的具有可見光響應(yīng)的光催化劑可用于空氣、廢水、地表水及飲用水中的有 機污染物和重金屬離子的光催化處理。
具體實施方案實施方案1將0. Olmol的氯化鎳溶于35ml去離子水中，然后加入0. 02mol的氫氧化鉀，劇烈 攪拌IOmin后，再加入45ml雙氧水溶液，將上述溶液轉(zhuǎn)入IOOmL反應(yīng)釜中，在40°C晶化6小 時，反應(yīng)完畢后反應(yīng)釜自然冷卻至室溫，所得沉淀用去離子水洗滌至中性，所得產(chǎn)物在60°C 下真空干燥3小時，得最終產(chǎn)物。實施方案2將0. Olmol的氯化鐵溶于20ml去離子水和20ml乙醇中，然后加入0. 04mol的硝 酸鈉，將上述溶液轉(zhuǎn)入50mL反應(yīng)釜中，在100°C晶化2小時，反應(yīng)完畢后反應(yīng)釜自然冷卻至 室溫，所得沉淀用去離子水洗滌至中性，所得產(chǎn)物在60°C下真空干燥3小時，得最終產(chǎn)物。實施方案3將實施方案1中的氯化鎳變?yōu)橄跛徭?，其它條件不變。實施方案4將實施方案1中的氯化鎳變?yōu)榱蛩徭?，其它條件不變。實施方案5將實施方案1中的晶化時間由6小時變?yōu)?小時，其它條件不變。實施方案6將實施方案1中的晶化時間由6小時變?yōu)?2小時，其它條件不變。實施方案7將實施方案1中的晶化溫度由40°C變?yōu)?0°C，其它條件不變。實施方案8將實施方案1中的晶化溫度由40°C變?yōu)?0°C，其它條件不變。實施方案9將實施方案2中的氯化鐵變?yōu)橄跛徼F，其它條件不變。實施方案10將實施方案2中的晶化時間由2小時變?yōu)?小時，其它條件不變。實施方案11將實施方案2中的晶化溫度由100°C變?yōu)?20°C，其它條件不變。實施方案12將實施方案2中的晶化時間由2小時變?yōu)?小時，其它條件不變。實施方案13將實施方案2中的晶化溫度由100°C變?yōu)?0°C，其它條件不變。本發(fā)明所制得的光催化劑可負(fù)載于載體上，本發(fā)明不限于以上實施方案。
權(quán)利要求
一種可見光響應(yīng)的氧化物光催化劑，其特征在于該光催化劑的成份是羥基氧化鎳、羥基氧化鐵中的一種或兩種成份組成；氧化物直徑在5納米到10微米之間；
2.一種羥基氧化鎳光催化劑的制備方法，其特征在于包括如下步驟將一定量的可溶性金屬鎳鹽溶于一定量的去離子水中，然后加入一定量的氫氧化鉀， 劇烈攪拌IOmin后，再加入一定量的雙氧水，將上述溶液轉(zhuǎn)入IOOmL反應(yīng)釜中，在30 80°C 晶化1 12小時，反應(yīng)完畢后反應(yīng)釜自然冷卻至室溫，所得沉淀用去離子水洗滌至中性， 所得產(chǎn)物在60°C下真空干燥3小時，得最終產(chǎn)物，其中，上述過程中的雙氧水質(zhì)量濃度為 30% ；
3.一種羥基氧化鐵光催化劑的制備方法，其特征在于包括如下步驟將一定量的可溶性鐵鹽溶于一定量的乙醇和去離子水中，再加入一定量的硝酸鈉，攪 拌均勻后將上述溶液轉(zhuǎn)入50mL反應(yīng)釜中，在80 160°C晶化1 6小時，反應(yīng)完畢后反應(yīng) 釜自然冷卻至室溫，所得沉淀用去離子水洗滌至中性，所得產(chǎn)物在60°C下真空干燥3小時， 得最終產(chǎn)物；
4.權(quán)利要求1所述的催化劑或由權(quán)利要求2、3所述方法制備得到的催化劑用于空氣、 廢水、地表水及飲用水中的有機污染物和重金屬離子的光催化處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有可見光響應(yīng)的氧化物光催化劑及其制備方法，屬于無機納米光催化材料領(lǐng)域。該催化劑由羥基氧化鎳、羥基氧化鐵半導(dǎo)體中的一種或兩種成分組成。本發(fā)明制備的光催化劑在較寬的波長范圍內(nèi)具有光催化活性，能夠在紫外光、可見光或自然光輻射下光分解凈化處理有毒有害化學(xué)物質(zhì)。
文檔編號B01J23/755GK101966459SQ20101027156
公開日2011年2月9日 申請日期2010年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月3日
發(fā)明者宋立民 申請人:天津工業(yè)大學(xué)