[发明专利]一种负离子型光触媒及其制备方法

说明书

本发明公开了一种负离子型光触媒，包括按重量份计的以下组分：80‑100份二氧化钛、10‑30份助媒；0.1‑2份电气石粉体、0.1‑5份二茂铁、30‑50份硅藻土和0.5‑30份粘土；所述二氧化钛表面附有金属铂；所述助媒为稀土‑氮共掺杂二氧化钛。该负离子型光触媒在可见光至紫外光范围内具有较好的光催化活性，可持续释放氧负离子，可有效分解甲醛及苯等含有双键的有机化合物，具有较好的催化活性。本发明还提供了该负离子型光触媒的制备方法。

技术领域

本发明涉及空气处理技术领域，具体涉及一种负离子型光触媒及其制备方法。

背景技术

光触媒是以二氧化钛(TiO₂)为代表的、具有光催化功能的半导体材料的总称。光触媒能有效分解甲醛、苯、氨气等，氧化去除大气中的氮氧化物、硫化物，以及各类臭气等，起到空气净化作用。因其高效、成本低廉、化学稳定性，近年来广受关注。

TiO₂的带隙能较大，光催化性能限于利用波长387nm以下的紫外光部分，这些缺点很大程度上阻碍了光催化剂TiO₂的应用。部分有机物污染特别是芳香族等有机污染物，其化学氧化还原电势高，较难被催化降解。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一是为了提供一种在自可见光-紫外光光波区域内具有较好的催化活性的负离子型光触媒。该负离子型光触媒能够有效降低尤其是有机物的能级轨道势能差，从而将可有效催化甲醛、有机污染物以及苯等含有双键的化合物的降解。

本发明的目的之二是为了提供上述负离子型光触媒的制备方法。

本发明的目的之一采用以下技术方案实现：

一种负离子型光触媒，包括按重量份计的以下组分：80-100份二氧化钛、10-30份助媒、0.1-2份电气石粉体0.1-5份二茂铁、30-50份硅藻土和0.5-30份粘土，所述二氧化钛表面附有金属铂；所述助媒为稀土-氮共掺杂二氧化钛。

进一步地，所述助媒为铈氮共掺杂型二氧化钛。

进一步地，所述铈氮共掺杂型二氧化钛中，铈的掺杂量为0.05-0.5mol％，氮的掺杂量为5-8mol％。

进一步地，所述助媒的制备方法如下：

1)将钛酸丁酯和乙酰丙酮加至乙醇中溶解，得到钛前驱液；

2)将稀土前驱体、冰醋酸、尿素加至乙醇中溶解，滴加至上述钛前驱液，搅拌；用稀盐酸调节pH至2-3，继续搅拌反应；

3)加入氨水调节pH至6.8-7.5，加入水和乙醇，搅拌回流，静置，离心分离，弃去上清液，于45-55℃真空干燥后2-3h后，再于75-85℃真空干燥4-6h；得到的固体球磨后过100筛；

4)将步骤3)的粉体于450-550℃烧结，得到稀土氮掺杂型二氧化钛。

进一步地，所述金属铂对二氧化钛的重量比为0.001-0.01:1。

进一步地，所述金属铂通过电沉积或水热法负载于二氧化钛表面。

进一步地，所述电气石为铁电气石和/或银灰电气石。

进一步地，所述粘土为海泡石、凹凸棒土和高岭土中的一种或两种以上。

本发明的目的之二采用以下技术方案实现：

一种上述的负离子型光触媒的方法，包括以下步骤：

1)制备助媒；

2)在二氧化钛表面负载金属铂；

3)加入步骤1)得到的助媒、步骤2)得到的负载型二氧化钛、电气石粉体、二茂铁、硅藻土和粘土，混合均匀，得到负离子型光触媒。