[发明专利]采用丝网印刷技术制备氮掺杂可见光光催化剂的方法无效
申请号: | 200910071834.0 | 申请日: | 2009-04-20 |
公开(公告)号: | CN101530808A | 公开(公告)日: | 2009-09-16 |
发明(设计)人: | 李长玉;刘守新;刘丽丽;李伟奇 | 申请(专利权)人: | 东北林业大学 |
主分类号: | B01J27/24 | 分类号: | B01J27/24;B01J21/06;B01J37/00;B41M1/12 |
代理公司: | 哈尔滨市松花江专利商标事务所 | 代理人: | 金永焕 |
地址: | 150040黑龙*** | 国省代码: | 黑龙江;23 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 采用 丝网 印刷技术 制备 掺杂 可见光 光催化剂 方法 | ||
技术领域
本发明涉及一种制备光催化剂的方法。
背景技术
有效的利用太阳能是现代科研和工程的主要目标之一,它将对技术的应用产生很大的影响;众所周知,TiO2是应用最广泛的光催化剂,但是其禁带宽度较宽,只能利用占太阳光3%~4%的紫外光,制约了太阳能的有效利用率,必须对其进行改性,使其吸收边延长到可见光区;目前,氮的掺杂是使TiO2的禁带变窄的最有效方法,但是现有制备方法主要是高温喷射分解法,此方法存在工艺复杂、反应温度高(高达900℃的温度),得到的产品呈粉末状,造成光催化剂难于回收,形成环境的二次污染的问题。
发明内容
本发明目的是为了解决现有氮的掺杂的TiO2制备方法存在工艺复杂、反应温度高,且氮的掺杂的TiO2呈粉末状难于回收、造成二次污染的问题;而提供一种采用丝网印刷技术制备氮掺杂可见光光催化剂的方法。
采用丝网印刷技术制备氮掺杂可见光光催化剂的方法按以下步骤实现:一、在搅拌状态下将30~40mL的钛酸四丁酯加入到60~80mL的乙醇中,再加入20~30mL的冰醋酸,并以200~400r/min的搅拌速率搅拌30min,得原驱液;二、将30~40mL的乙醇加入到30~40mL的去离子水并用HCl溶液调节pH值至2~3,得滴加液;三、在温度为25~35℃、搅拌速率为100~800r/min的条件下将滴加液以1滴/s的速度加入原驱液中,然后置于26℃的条件下继续搅拌1~2h,得TiO2溶胶,然后在温度为20~40℃条件下陈化2~3h;四、采用丝网印刷法将陈化的TiO2溶胶均匀涂覆于基材上,然后在温度为20~40℃条件干燥处理20~40min,而后转入氮气和氨气混合气体环境中,在升温速率为5~10℃/min的环境中升温至200~250℃,保温1~2h,然后再以5~10℃/min的速度升温至350~450℃,煅烧处理2~3h,之后自然冷却至室温;五、再重复步骤四1~5次,即得氮掺杂可见光光催化剂;其中步骤四中基材为活性炭纤维、陶瓷板或玻璃板;步骤四中氮气和氨气按1∶0.1~1。
本发明采用丝网印刷技术制备氮掺杂可见光光催化剂的方法能够得到结晶度好、粒度分布均匀的光催化剂薄膜,易于回收,可重复使用不会造成二次污染。
本发明采用丝网印刷法可在低温(450℃)条件下实施对氮掺杂可见光光催化剂的制备,节约了能源及成本。
在光照条件下,本发明得到的氮掺杂可见光光催化剂可实现对苯的迅速去除,对苯的去除率为26%~35%,且可循环使用。
本发明制备得到的氮掺杂可见光光催化剂附着性好,不易脱落可操作性强,易于工业化生产。按照本发明方法制备的氮掺杂可见光光催化剂可重复使用的同时也降低了制备成本;本发明原材料价格便宜、工艺简单、快捷且设备简单。
附图说明
图1是具体实施方式二十得到的氮掺杂可见光光催化剂扩大100倍的扫描电镜图,图2是具体实施方式二十一得到的氮掺杂可见光光催化剂扩大5千倍的扫描电镜图。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式,还包括各具体实施方式间的任意组合。
具体实施方式一:本实施方式采用丝网印刷技术制备氮掺杂可见光光催化剂的方法按以下步骤实现:一、在搅拌状态下将30~40mL的钛酸四丁酯加入到60~80mL的乙醇中,再加入20~30mL的冰醋酸,并以200~400r/min的搅拌速率搅拌30min,得原驱液;二、将30~40mL的乙醇加入到30~40mL的去离子水并用HCl溶液调节pH值至2~3,得滴加液;三、在温度为25~35℃、搅拌速率为100~800r/min的条件下将滴加液以1滴/s的速度加入原驱液中,然后置于26℃的条件下继续搅拌1~2h,得TiO2溶胶,然后在温度为20~40℃条件下陈化2~3h;四、采用丝网印刷法将陈化的TiO2溶胶均匀涂覆于基材上,然后在温度为20~40℃条件干燥处理20~40min,而后转入氮气和氨气混合气体环境中,在升温速率为5~10℃/min的环境中升温至200~250℃,保温1~2h,然后再以5~10℃/min的速度升温至350~450℃,煅烧处理2~3h,之后自然冷却至室温;五、再重复步骤四1~5次,即得氮掺杂可见光光催化剂;其中步骤四中基材为活性炭纤维、陶瓷板或玻璃板;步骤四中氮气和氨气按1∶0.1~1。
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