[发明专利]一种可见光响应的TiO2

说明书

本发明公开了一种可见光响应的TiO2‑AgBr光催化剂的制备方法及其应用，属于纳米催化剂技术领域。本发明方法是由吡啶和溴代正丁烷在一定条件下制备得到的1‑丁基‑3‑甲基咪唑溴盐([BMIM]Br)。制备方法是称取一定量的吡啶和溴代正丁烷，循环回流一段时间，冷却得到的白色固体即1‑丁基‑3‑甲基咪唑溴盐([BMIM]Br)作为前躯体在制备光催化剂TiO2‑AgBr具有极高的催化活性。本发明方法所采用的工艺简单，对设备要求低，制备的光催化剂在可见光照射下降解染料、农药及酚类具有很高的降解率，光催化剂可重复使用，具有优异的可见光响应性能。

技术领域

本发明涉及纳米催化技术领域，尤其涉及一种可见光响应的 TiO₂-AgBr催化剂的制备方法及其应用。

背景技术

近几十年来，作为一种重要的无机材料，TiO₂已经应用到大部分的光催化剂领域，但是其禁带宽度较大，只对紫外光起作用，由于其回收产量低和可见光利用缺乏，这就阻碍了它的实际应用。为了处理这些问题，通过金属、非金属掺杂，金属与非金属共掺杂，半导体复合及染料光敏化等技术来增强光催化效率和可见光对TiO₂的利用降解效果。其中AgBr作为一种广泛的光敏材料，具有极强的可见光响应，能够与TiO₂形成异质结构，抑制电子-空穴对复合，进而提高TiO₂在可见光的催化性能。

中国专利CN201510026558.1公开了一种可见光响应的 AgBr/TiO₂催化剂的制备方法，以钛酸酯、无水乙醇、CTAB、硝酸银、去离子水为原料，先将钛酸酯与无水乙醇混合，再将CTAB与硝酸银的混合水溶液滴加到钛酸酯溶液中。混合均匀后进行水热反应。将水热反应得到的产物分别用去离子水于乙醇离心洗涤后干燥，最后焙烧，得到AgBr/TiO₂催化剂。本发明所采用的工艺简单，对设备要求较低，制备的二氧化钛光催化剂在可见光条件下表现出较强的催化活性。

中国专利CN201110338137.4公开了一直利用类微乳体系合成 AgBr-TiO₂纳米异质结构光催化剂的方法，它涉及合成AgBr-TiO₂纳米异质结构光催化剂的方法。它解决了现有的AgBr-TiO₂纳米异质结构光催化剂的有效复合程度较差的技术问题。方法：先用TiO₂纳米粒子、蒸馏水、十六烷基三甲基溴化铵和甲苯制备类微乳液；再用 AgNO₃、乙醇胺和蒸馏水制备混合溶液；然后将混合溶液逐滴滴入到类微乳液中，避光搅拌，再经破乳、过滤或离心后得到沉淀，沉淀洗涤干燥后，得到光催化剂。本发明首次利用类微乳体系化学沉淀法合成了稳定的有效复合的AgBr-TiO₂纳米异质结构光催化剂，其在可见光、紫外光下都有优异的光催化性能，可用于环境治理及新能源开发领域。

但是上述制备TiO₂-AgBr催化剂的方法过程复杂，不易于大规模生产，并且生产过程不够清洁环保。

随着农药广泛应用于农业控制各种有害生物破坏农作物，世界各地使用700种农药之多，其中有600种不再使用，农药对农业生产的益处是不可否认的，尽管如此，少量的残留物可能会持续存在于食物，空气，水和土壤中，各种研究者证实了残留农药危及生命，致病性，致畸性和致癌性等毒性作用并可能引起很多食品安全问题。本方法提供了一种清洁环保且工艺简单的光催化剂。

发明内容

本发明专利的目的是提供一种工艺简单，对设备要求低，且对降解染料、农药及酚类具有优异催化性能的TiO₂-AgBr光催化剂的制备方法。本发明方法是由离子液体作为溴源和稳定剂，水热直接制备得到光催化剂TiO₂-AgBr，进行了光催化性能实验。

本发明采取的技术方案是：

本发明的可见光响应的TiO₂-AgBr催化剂的制备方法具体步骤如下：