一種分子篩負(fù)載金屬改性TiO₂的光催化劑制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種分子篩負(fù)載金屬改性TiO2的光催化劑制備方法，屬于有機農(nóng)藥降解光催化劑的制備方法領(lǐng)域。所述分子篩負(fù)載金屬改性TiO2的光催化劑的制備方法，包括以下步驟：將無水乙醇分成等量的兩份，第一份在攪拌的情況下加入鈦酸四正丁酯，繼續(xù)攪拌，將第二份與Fe3(NO4)3·9H2O和MoCl5混合，將兩份溶液進(jìn)行混合，并加入一定量的HZSM?5分子篩，烘干，研磨成細(xì)粉，得到雙金屬改性TiO2負(fù)載分子篩。本發(fā)明所述制備方法，具有工藝簡單、產(chǎn)品性能高等特點，本發(fā)明所制備的Mo?Fe?TiO2/HZSM?5，有較高的可見光吸收率，可以取代TiO2以太陽光作為光源催化降解有機農(nóng)藥污染物，并且光催化的穩(wěn)定性和重復(fù)利用性較高。
【專利說明】
一種分子篩負(fù)載金屬改性T i O2的光催化劑制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種分子篩負(fù)載金屬改性T12的光催化劑制備方法，屬于有機農(nóng)藥等降解光催化劑的制備方法領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]氧化樂果等有機磷農(nóng)藥用于防治棉花、水稻、果樹和甘蔗等農(nóng)作物上的蚜蟲、螨蟲等害蟲，具有良好的效果。但由于用量大，毒性強，可造成環(huán)境污染甚至影響生態(tài)平衡并危及人畜安全，因此對其進(jìn)行有效地處理是人們普遍關(guān)注的問題。其中利用光催化劑光催化降解有機磷農(nóng)藥的研究已廣泛展開。
[0003]二氧化鈦(T12)作為一種應(yīng)用廣泛的寬帶隙半導(dǎo)體材料，因其具有催化活性高、化學(xué)穩(wěn)定性好、對人體無毒害、成本低廉等優(yōu)點，被大量應(yīng)用于有機農(nóng)藥降解等領(lǐng)域，被認(rèn)為是最重要的光催化劑。但是寬帶隙(3.2eV)導(dǎo)致T12對太陽光的利用率較低，很大程度上限制了 T12在光催化方面的應(yīng)用。
[0004]對T12進(jìn)行摻雜改性，拓寬其光響應(yīng)波長范圍、增強其光催化活性，已經(jīng)成為近年來的研究熱點。T12的改性主要目的在于拓寬其光響應(yīng)波長范圍，最好能在可見光區(qū)也有良好的光催化活性。研究者們在這方面做了大量工作，摻雜元素包括貴金屬、過渡金屬、稀土元素以及碳、氮等非金屬元素。這些研究均表明對T12摻雜后其吸收有較為明顯的紅移或紫移動，而且在可見光區(qū)的吸收也明顯增強。但是，這一類的摻雜材料多為粉粒狀，難以回收，在實際應(yīng)用中容易浪費，而且易團(tuán)聚，影響光催化效果。CN 103537272A將T12負(fù)載到工業(yè)污泥、粘土、木肩、氫氧化鈣原材料制成多孔狀陶粒表面上，制成負(fù)載T12陶粒光催化劑，可同收性增強，但T12分散率較低，未到達(dá)納米級別，催化性能并未明顯提升，催化劑的重復(fù)利用性還有待提尚。
[0005]總體來看，近幾十年來，研究者們在T12光催化材料領(lǐng)域的研究已經(jīng)取得了許多重要的成果，而且許多也已經(jīng)用于實踐。然而，這些技術(shù)及相關(guān)材料或多或少都存在一些問題。針對于此，本發(fā)明公布了一種低成本的分子篩負(fù)載金屬改性T12的光催化劑制備方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種分子篩負(fù)載金屬改性Ti02的光催化劑制備方法。
[0007]發(fā)明概述:
[0008]本發(fā)明所公開的分子篩負(fù)載金屬改性T12的光催化劑制備方法，通過Mo和Fe共摻雜改性T12,并負(fù)載到HZSM-5分子篩上制備而成。本發(fā)明的原料廉價，工藝簡單，所制備的光催化劑材料粒徑均勻，比表面積大，光催化活性高，重復(fù)利用性較高，在紅外-紫外-可見光區(qū)均有相當(dāng)高的催化降解能力。
[0009]發(fā)明詳述:
[0010]本發(fā)明所述的分子篩負(fù)載金屬改性T12的光催化劑制備方法，包括如下步驟:
[0011](I)取一定量的Fe3(NO4)3.9H20，攪拌下按照摩爾比(1:5)加入MoCl5和一定量的無水乙醇，分別配制成Mo-Fe/T i摩爾百分含量為0.01%、0.05%、0.10%、0.50%的溶液A ；
[0012](2)取一定量的鈦酸四正丁酯和濃鹽酸溶解到無水乙醇中，攪拌均勻，制得溶液B;
[0013](3)攪拌下將溶液A滴加到溶液B中，繼續(xù)攪拌直至形成凝膠；
[0014](4)按T12負(fù)載量1%-40%的要求，在溶膠中加入定量的HZSM-5分子篩，繼續(xù)攪拌直至形成凝膠；
[0015](5)凝膠在85°C下烘干12h，研磨成細(xì)粉；
[0016](6) 750 °C馬弗爐中燒3h，樣品冷卻后，研磨成粉末。
[0017]本發(fā)明所述的分子篩負(fù)載金屬改性T12的光催化劑可用于有機農(nóng)藥等廢水的催化降解，技術(shù)特點如下:
[0018](I)本發(fā)明的光催化劑是Mo和Fe摻雜的改性T12，在紅外-紫外-可見光區(qū)都具有相當(dāng)尚的光催化活性。
[0019](2)本發(fā)明的載體分子篩是一種微小孔洞的材料，可以達(dá)到納米級別，能提供獨一無二的納米微孔反應(yīng)場。
[0020](3)本發(fā)明將改性T12負(fù)載到分子篩孔道中，使用過程活性組分流失較少，催化劑的重復(fù)利用性較高。
[0021 ]與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明的分子篩負(fù)載金屬改性Ti02的光催化劑將金屬共摻雜改性和負(fù)載結(jié)合到一起，將T12進(jìn)行了金屬改性，拓寬了傳統(tǒng)T12光催化材料的光響應(yīng)波長范圍，提高了其光催化活性，并將其負(fù)載到分子篩上，解決了光催化在應(yīng)用中難回收和重復(fù)利用性低等問題。
【具體實施方式】
[0022]以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進(jìn)一步描述，這些實施例只為清楚公開本發(fā)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅限于此。
[0023]實施例1
[0024](I)取1ml的Fe3(N04)3.9出0，攪拌下同摩爾加入M0CI5和30ml無水乙醇，分別配制成Mo-Fe/Ti摩爾百分含量為0.05%的溶液；
[0025](2)取I OmL的鈦酸四正丁酯和0.5mL的濃鹽酸溶解到3OmL無水乙醇中，攪拌均勾，制得溶液；
[0026](3)攪拌下將步驟(I)溶液滴加到步驟(2)溶液中，繼續(xù)攪拌直至形成凝膠；
[0027](4)按T12負(fù)載量20%的要求，在溶膠中加入定量的HZSM-5分子篩，繼續(xù)攪拌直至形成凝膠；
[0028](5)凝膠在85°C下烘干12h，研磨成細(xì)粉；
[0029](6)750 °C馬弗爐中燒3h，樣品冷卻后，研磨成粉末，最終得到雙金屬改性Ti02負(fù)載分子篩的光催化劑。
[0030]實施例2
[0031](I)取1ml的Fe3(Mk)3.9H20，攪拌下摩爾比1:2加入MoCldP50ml無水乙醇，分別配制成Mo-Fe/Ti摩爾百分比為1:2:100的溶液；
[OO32 ] (2)取I OmL的鈦酸四正丁酯和0.5mL的濃鹽酸溶解到5OmL無水乙醇中，攪拌均勾，制得溶液；
[0033](3)攪拌下將步驟(I)溶液滴加到步驟(2)溶液中，繼續(xù)攪拌直至形成凝膠；
[0034](4)按T12負(fù)載量30%的要求，在溶膠中加入定量的HZSM-5分子篩，繼續(xù)攪拌直至形成凝膠；
[0035](5)凝膠在85°C下烘干10h，研磨成細(xì)粉；
[0036](6)800°C馬弗爐中燒4h，樣品冷卻后，研磨成粉末，最終得到雙金屬改性T12負(fù)載分子篩的光催化劑。
[0037]本發(fā)明所述的實施例1?2僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進(jìn)行的描述，并非對本發(fā)明構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計思想的前提下，本領(lǐng)域中工程技術(shù)對本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種修改和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.分子篩負(fù)載金屬改性T12的光催化劑的制備方法，包括以下步驟: 將無水乙醇分成等量的兩份，第一份在攪拌的情況下加入鈦酸四正丁酯，繼續(xù)攪拌，將第二份與Fe3(NO4)3.9H20和MoCl5混合，將兩份溶液進(jìn)行混合，并加入一定量的HZSM-5分子篩，烘干，研磨成細(xì)粉，得到雙金屬改性T12負(fù)載分子篩。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分子篩負(fù)載金屬改性T12的光催化劑的制備方法，其特征在于所述 Mo/Fe/Ti 摩爾用量比為 I:(1-3): (10-100)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分子篩負(fù)載金屬改性T12的光催化劑的制備方法，其特征在于所述Ti02/HZSM-5摩爾用量比為20%。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分子篩負(fù)載金屬改性T12的光催化劑的制備方法，其特征在于所述分子篩的選取可以為3厶、44、54、3乂^?6性等。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分子篩負(fù)載金屬改性T12的光催化劑的制備方法，其特征在于所述的灼燒溫度為750 0C，灼燒時間為3h。
【文檔編號】B01J29/48GK105854928SQ201610216581
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月1日
【發(fā)明人】申宏丹, 趙斯梅, 孫開進(jìn), 項東升, 周秀芹
【申請人】鹽城工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院