[发明专利]一种石头状C2O7Ti2·3H2O光催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及光催化技术领域，尤其是一种石头状C₂O₇Ti₂·3H₂O光催化剂及其制备方法。

背景技术

环境污染及能源短缺是目前全球所面临的共同问题，因此有效利用太阳能等自然资源解决环境污染和能源短缺问题是当今世界的研究热点之一。上世纪70年代，因Fujishima和Houda发现了由光激发的TiO₂电极上可以把水分解为氢气和氧气之后，光催化氧化技术应运而生。随着研究的进一步深入，人们发现除TiO₂以外，许多半导体材料如ZnO₂、W₂O₃等也具有光催化性能。近年来，一些新型的光催化剂也不断被报导，包括二元素化合物CdS、Bi₂O₃、g-C₃N₄，三元素化合物LaFeO₃、LaCoO₃、Ag₃PO₄、BiPO₄、BiOX(X＝Cl，Br，I)、Bi₂O₂CO₃、Bi₂WO₆、FeVO₄，以及四元素化合物Bi_1.5ZnTa_1.5O₇(α-BZT)、Bi₂Zn_2/3Ta_4/3O₇(β-BZT)等，但受到实际生产效率及成本的影响，现有的光催化剂并没有得到广泛的应用。因此，如何提供一种生产效率高、成本低且具有高光催化活性的光催化剂成为光催化技术领域的研究重点。

有鉴于此，确有必要对现有的光催化剂进行改进，以解决上述问题。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种新型石头状C₂O₇Ti₂·3H₂O光催化粉体，该新型石头状C₂O₇Ti₂·3H₂O光催化粉体的光催化活性高、低成本且可经简易方法一步制得。

本发明的技术方案是：一种石头状C₂O₇Ti₂·3H₂O光催化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)以草酸钛钾[K₂TiO(C₂O₄)₂]为钛源，去离子水为溶剂，配制草酸钛钾溶液；

(2)向所述步骤(1)中配制的草酸钛钾溶液中加入浓盐酸，制得混合溶液，并将混合溶液转移至反应釜中进行加热，经水热反应制得固体沉淀；

(3)将所述步骤(2)中的固体沉淀进行洗涤，并将洗涤后的固体沉淀进行烘干，以制得新型石头状C₂O₇Ti₂·3H₂O光催化粉体。

进一步的，所述步骤(1)具体为：将草酸钛钾加入到去离子水中，经30-40℃微加热，搅拌20-40min，制得浓度为0.10-0.20mol/L的草酸钛钾溶液。

进一步的，所述步骤(2)具体为：

(2.1)向所述步骤(1)中制得的草酸钛钾溶液中滴加浓度为37％的浓盐酸，滴加结束后，搅拌25-35min，以制得混合溶液；

(2.2)对步骤(2.1)中的混合溶液进行静置陈化，并将静置陈化后的混合溶液转移至反应釜中进行水热反应，以制得固体沉淀。

进一步的，所述步骤(2.2)中的混合溶液在密闭环境下静置陈化6-24h，然后转移到带有聚四氟乙烯内胆的水热反应釜中进行加热。

进一步的，所述步骤(2.2)中，将所述盛放有混合溶液的水热反应釜转移至烘箱中进行水热反应，控制所述水热反应的水热温度为120℃-150℃，所述水热时间为10h-18h，以制得固体沉淀。

进一步的，所述步骤(3)具体为：

(3.1)对所述步骤(2)中制得的固体沉淀进行洗涤，并将洗涤后的固体沉淀再次分离；