[发明专利]一种粉末态光催化剂固定化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种粉末态光催化剂固定化方法，属于光催化剂固定方法技术领域。

背景技术

作为光催化剂的二氧化钛常态呈粉末态，制约了其工业化应用。将光催化剂粉末投入水中对水进行净化后，这些粉末必须再从水中分离出来。所以将光催化剂二氧化钛固化有着重要的意义。

目前各种光催化剂固化技术追求的是这种单纯固化。光催化的机理是大于带隙能量的光子攻击在价电带的电子，使其激化并跳跃到电导带，而在价电带留下一个正孔。激化了的电子和正孔具有很强的氧化还原能力，可以氧化分解水中的有机污染物。但是，95％以上激化了的电子和正孔又重新结合，导致目前的光催化剂的效率较低。如果想借助外电场阻止或减少这种再结合，光催化剂中的激化电子必须逃逸光催化剂，或者外来电子可以进来与正孔结合。这些都需要光催化剂和一个导体直接接触。而目前的光催化剂固化技术，在光催化剂和基板之间是有绝缘的黏合剂，或者，虽光催化剂粉末直接固化在导体上，但固化强度很弱，很容易从基板上分离，这样的弱固化强度实际上表明在催化剂和导体之间有间隙，电子跳不过这个间隙。就是说，现有的固化光催化剂不可能借助外电场阻止或减少激化的电子和正孔的再结合。

发明内容

本发明提供一种粉末态光催化剂固定化方法，解决了现有技术中光催化剂与其固化载体固化不牢固的问题，激化电子有可能进入基板，因此有可能借助外电场阻止激化电子与正孔的再结合，从而扩大了光催化剂的应用性，可应用于光电催化领域。

本发明是通过以下的技术方案实现的：

一种粉末态光催化剂固定化方法，是通过以下的步骤实现的：

(A)将铝板浸入盐酸中，1-2min后铝板表面氧化膜被清洗掉，裸露纯铝；

(B)将铝板从盐酸中取出，用蒸馏水瞬间清洗掉铝板表面的盐酸；

(C)将二氧化钛粉末和水按照质量比为1：0.5～2混合制成二氧化钛粉末悬浊液；

(D)将二氧化钛粉末悬浊液用毛刷涂布在铝板表面；

(E)在紫外光源照射下，将涂布完成的铝板在空气中静置0.5-5min；

(F)将铝板浸入水中，用紫外光源照射涂布在铝板表面的二氧化钛涂层1-10h；

(G)重复2-5次步骤D-F，最后一次照射24h以上。

所述步骤(A)中盐酸为纯盐酸，纯盐酸与水的质量比例按1：1～10配制而成。

所述步骤(E)中紫外光源的波长为小于387nm的紫外线。

所述步骤(E)中紫外光源和水面的最近距离小于5cm。

本发明的有益效果为：

1.本发明将粉末态光催化剂直接固化在铝板上，不存在绝缘粘合剂等外加助剂，同时大大提高了固化强度。

2.本发明使得光催化反应中生成的激化电子和正孔可以流入铝板导体，外电场介入光催化反应成为了可能，从而本发明扩大了应用性，可以应用到光电催化剂领域。

具体实施方式

以下结合实施例，对本发明做进一步说明。

实施例1

按照以下步骤制备粉末态固定化催化剂：

(A)将铝板浸入盐酸中，其中铝板与盐酸的质量比为1：1，1min后铝板表面氧化膜被清洗掉，裸露纯铝；

(B)将铝板从盐酸中取出，用蒸馏水瞬间清洗掉铝板表面的盐酸；

(C)将二氧化钛粉末和水按照质量比为1：0.5混合制成二氧化钛粉末悬浊液；

(D)将二氧化钛粉末悬浊液涂布在铝板表面；

(E)在紫外光源照射下，紫外光源和水面的最近距离小于5cm，将涂布完成的铝板在空气中静置0.5min；

(F)将铝板浸入水中，用紫外光源照射涂布在铝板表面的二氧化钛涂层1h；

(G)重复2次步骤D-F，最后一次照射24h以上。

实施例2

按照以下步骤制备粉末态固定化催化剂：

(A)将铝板浸入盐酸中，其中铝板与盐酸的质量比为1：10，2min后铝板表面氧化膜被清洗掉，裸露纯铝；

(B)将铝板从盐酸中取出，用蒸馏水瞬间清洗掉铝板表面的盐酸；

(C)将二氧化钛粉末和水按照质量比为1：2混合制成二氧化钛粉末悬浊液；

(D)将二氧化钛粉末悬浊液涂布在铝板表面；

(E)在紫外光源照射下，紫外光源和水面的最近距离小于5cm，将涂布完成的铝板在空气中静置5min；

(F)将铝板浸入水中，用紫外光源照射涂布在铝板表面的二氧化钛涂层10h；

(G)重复5次步骤D-F，最后一次照射24h以上。