[发明专利]一种光催化凝胶及其制备方法

说明书

本发明提供了一种光催化凝胶，属于催化剂制备技术领域。本发明提供的光催化凝胶由包括以下重量份数的原料制备得到：8～15份光催化纳米材料，80～120份丙烯酰胺，1～5份双丙烯酰胺，8～12份引发剂，12～18份交联剂和9000～11000份水。本发明将光催化纳米材料加入到丙烯酰胺‑双丙烯酰胺中，在引发剂和偶联剂的作用下，丙烯酰胺和双丙烯酰胺发生交联反应，得到光催化纳米材料充分分散、填充的光催化凝胶；由于光催化纳米材料充分分散在凝胶中，在使用时，污染源会进入光催化凝胶的通道与光催化纳米材料充分接触，发生反应；同时，避免光催化材料发生沉降，提高了光催化材料对有机染料分子的降解效率。

技术领域

本发明涉及催化剂制备技术领域，尤其涉及一种光催化凝胶及其制备方法。

背景技术

纳米光催化剂在特定波长的光的照射下受激生成一种高能粒子“电子-空穴”对，这种高能粒子和周围的水、氧气发生作用后，就具有了极强的氧化-还原能力，能将空气中甲醛、苯等污染物直接分解成无害无味的小分子，以及破坏细菌的细胞壁，杀灭细菌并分解其丝网菌体，从而达到了消除空气污染的目的。由于光催化纳米材料具有优异的光催化降解作用，因此，广泛应用于有机物催化降解领域。

当光催化剂应用于有机物降解领域时，一般均是将光催化剂降解直接放入含有污染源的溶液中，通过光照直接降解有机物。上述光催化剂的应用方法虽然简单，但是由于无机光催化剂在水性溶液或者有机溶剂中的溶解度不高，极易沉淀在含有污染物的溶液中，导致光催化剂的催化性能受到影响。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种光催化凝胶及其制备方法。本发明提供的光催化凝胶，将光催化纳米材料均匀分散在凝胶中，避免了光催化纳米材料的沉降，提高了光催化凝胶对有机染料的催化降解率。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种光催化凝胶，由包括以下重量份数的原料制备得到：8～15份光催化纳米材料，800～1200份丙烯酰胺，10～50份双丙烯酰胺，8～12份引发剂，12～18份交联剂和9000～11000份水。

优选地，所述光催化纳米材料包括二氧化钛纳米粒子和/或溴氧铋纳米片。

优选地，所述二氧化钛纳米粒子由包括以下步骤的方法制备得到：

调节钛酸四丁酯的pH值为9.0，得到沉淀；将沉淀进行煅烧，得到二氧化钛纳米粒子。

优选地，所述煅烧的温度为200～500℃，时间为10～15h。

优选地，所述溴氧铋纳米片由包括以下步骤的方法制备得到：

(I)将Bi(NO₃)₃·5H₂O、十六烷基三甲基溴化铵和溶剂混合，得到悬浮液；

(II)将所述步骤(I)得到的悬浮液磁化搅拌，得到白色沉淀；

(III)将所述步骤(II)得到的白色沉淀进行热处理，得到所述溴氧铋纳米片。

优选地，所述Bi(NO₃)₃·5H₂O、十六烷基三甲基溴化铵和溶剂的用量比为0.485g：0.485g：20mL；所述溶剂为水和乙醇按照体积比1：1混合而成。

优选地，所述热处理的温度为150～230℃，时间为10～15h。

优选地，所述引发剂包括过硫酸铵、过硫酸钾或过硫酸钠。

优选地，所述交联剂包括N,N,N',N'-四甲基乙二胺。

本发明还提供了上述技术方案所述光催化凝胶的制备方法，包括以下步骤：