[发明专利]一种锡酸钛光催化剂及其制备方法、应用

说明书

本发明提供一种锡酸钛光催化剂及其制备方法、应用；本发明所述锡酸钛光催化剂的制备方法，该方法包括如下步骤：(1)将TiO₂和SnO₂混合，研磨，煅烧；(2)将步骤(1)得到的产物研磨，后与镁粉混合，真空下煅烧；(3)在步骤(2)得到的产物中加入氯铂酸钾和水，搅拌，烘干，后在保护气体中于250‑350℃下保温，即得；本发明所述制备方法基于高温煅烧法，通过调节反应参数，如TiO₂和SnO₂间的摩尔配比，煅烧温度以及煅烧时间等，合成具有不同Ti/Sn比的锡酸钛粉体，然后采用镁热法处理得到具有可见光响应能力的锡酸钛光催化剂(最大吸收波长为550nm)。

技术领域

本发明涉及一种锡酸钛光催化剂及其制备方法、应用。

背景技术

光催化对大气污染物有较好的降解效果，被认为是较为理想的治理空气污染的方法之一。但是现有催化剂主要是对紫外光有效应(也就是宽带隙光催化剂)，而紫外光只占太阳光的5％左右，因此，太阳能利用率很低。太阳光中可见光部分约占43％，因此如何有效的利用可见光是实现光催化治理大气污染的首要条件。

目前，有可见光响应的光催化剂只有：1)以硫化镉为代表的硫化物，他们对可见光有很好的吸收效果，光催化活性也很优异，但是硫化物不稳定，容易发生光解，无法有效利用；2)掺杂光催化剂，如TaON元素掺杂可以有效的扩展宽带隙光催化剂的吸光范围至可见光区，但是该类型光催化剂的稳定性和光催化活性有待进一步提高；3)表面改性光催化剂，如调控光催化剂表面氧空位。通过氢化的方法调控光催化剂的光响应范围是近几年来的研究热点，它能在保持宽带隙光催化剂光催化活性的前提下，拓展其光响应范围值可见光区。目前通过该方法调控得到的具有可见光响应能力的光催化剂主要是TiO₂。但是受TiO₂材料本身特性的限制，制备过程需要较高的反应温度或者较高的氢气压，由于涉及到氢气的使用，因此，对制备材料的设备要求较高。

通过实验我们发现TiSnO₂也具有很好的光催化降解活性，同时通过镁热发，可以在较低的温度下调控其表面氧空位浓度。而目前这一方面的工作还很少。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供一种锡酸钛光催化剂及其制备方法，本发明所述制备方法基于高温煅烧法，通过调节反应参数，合成具有不同Ti/Sn比的锡酸钛粉体，然后采用镁热法处理得到本发明所述锡酸钛光催化剂。

用于实现上述目的的技术方案如下：

本发明提供一种锡酸钛光催化剂的制备方法，该方法包括如下步骤：

(1)将TiO₂和SnO₂混合，研磨，煅烧；

(2)将步骤(1)得到的产物与镁粉混合，研磨，真空下煅烧；

(3)在步骤(2)得到的产物中加入氯铂酸钾溶液，搅拌，烘干，后在保护气体中于250-350℃下保温，即得。

优选地，在所述步骤(1)中，所述TiO₂和SnO₂的摩尔比为2-8：8-2；优选摩尔比为2：8、4：6、5：5、6：4、8：2；优选摩尔比为2：8；

优选地，所述煅烧温度为1000-1700℃，优选1500℃；

优选地，所述煅烧时间为5-10h，优选10h。

优选地，在所述步骤(2)中，所述步骤(1)得到的产物与镁粉的摩尔比为1：1～1：5，优选1：3；

优选地，所述镁粉粒度为1-10微米，优选3微米；

优选地，所述真空度为10^-3-10^-5Pa，优选10^-5Pa；