[发明专利]一种磷酸锑微球负载二氧化钛复合光催化剂的制备

说明书

本发明公开了一种磷酸锑微球负载二氧化钛复合光催化剂的制备方法及其在光催化降解污染物上的应用，属于材料制备及光催化的技术领域。该催化剂的特点有：具有三维的形貌特征，由三维结构的磷酸锑微球与二氧化钛纳米粒子复合而成。在制备光催化剂过程中，采用工艺简单的溶剂热法合成出磷酸锑微球负载二氧化钛复合光催化剂。在磷酸锑的作用下，磷酸锑微球负载二氧化钛复合光催化剂表现出良好的光催化性能，促进了TiO₂光催化剂的研究。

技术领域

本发明属于材料制备及光催化技术领域，具体涉及一种磷酸锑微球负载二氧化钛复合光催化剂的制备及光催化活性的研究。

背景技术

随着人们环境保护意识的增强，水污染的问题已受到越来越多的关注。传统的污水处理方法已经满足不了人们的要求。寻找出一种清洁，高效，节能环保的污水处理方法，成了人们研究的热点方向。

自1972年首次发现TiO₂具有光催化活性以来，光催化技术的研究一直是材料领域的热点方向。光催化技术凭借其节能环保、无二次污染等优点为污水的处理提供了一个非常好的解决途径。半导体光催化材料可以利用取之不尽、用之不竭的太阳能处理空气中或者水中有毒有害物质,改善环境,达到资源利用生态化的目的。目前，各种不同的半导体光光催化剂材料被广泛研究，如ZnO,g-C₃N₄等，但是TiO₂凭借其材料来源广泛，价格低廉，无生物毒性等优点成为光催化研究的主要材料，并且开发出多种产品应用于实际生活中。

但是, TiO₂光催化剂也存在着一些缺陷，例如，其光响应范围较窄,只能被太阳光中的紫外光所激发；量子效率偏低,并且具有高的光生电子-空穴对复合速率，这些都阻碍了其进一步的发展与应用。在这种背景下,如何提高TiO₂的光催化效率和拓宽其光相应范围，成了TiO₂光催化剂的研究重点。近年来，利用其他材料与TiO₂催化剂进行复合，制备复合光催化剂的研究取得了一定的进展，得到的TiO₂基复合光催化剂在太阳光的照射下表现出良好的光催化活性。本发明利用磷酸锑半导体材料与TiO₂带进行复合，形成三维的微观结构，有效地提高了TiO₂的可见光利用率和光催化活性。

发明内容

本发明的目的是制备出具有高的可见光利用率和高催化活性的TiO₂基复合光催化剂，促进TiO₂的实际应用。

为实现本发明目的采用如下技术方案：

利用磷酸锑半导体材料较低的禁带宽度，高的可见光吸收性，通过水热反应，制备出磷酸锑，然后在磷酸锑的表面进行二氧化钛纳米粒子的修饰，制备出磷酸锑微球负载二氧化钛复合光催化剂。在磷酸锑的作用下，提高二氧化钛的可见光催化活性。

一种磷酸锑微球负载二氧化钛复合光催化剂的制备，其特征步骤如下：

（1）称取一定量SbCl₃溶解在去离子水中，搅拌均匀；

（2）称取一定量的KH₂PO₄于水溶液中，磁力搅拌均匀；

（3）向步骤（1）、（2）溶液混合，再加入25 mL油酸，搅拌均匀；

（4）将步骤（3）溶液放入高压反应釜中，进行水热反应。将反应完全的样品离心洗涤，干燥后研磨即得到磷酸锑；

（5）称取步骤（4）制得的磷酸锑0.05g，加入到乙醇溶液中，搅拌均匀；

（6）量取一定量钛酸四丁酯加到步骤(5)溶液中，搅拌24h。将反应完全的样品离心洗涤，干燥后研磨即得到磷酸锑微球负载二氧化钛复合光催化剂。