[发明专利]一种泡沫钛合金光阳极的光催化层原位改性方法

说明书

本发明公开了一种泡沫钛合金光阳极的光催化层原位改性方法，具体按照以下步骤实施：步骤1、对泡沫钛合金光阳极表面预处理；步骤2、将预处理后的泡沫钛合金光阳极在混合电解液体系中进行微弧氧化处理；步骤3、对步骤2得到的泡沫钛合金光阳极退火处理，完成对泡沫钛合金光阳极的光催化层原位改性，解决了现有技术中存在的TiO₂光催化层对太阳光的利用率低的问题。

技术领域

本发明属于光电催化水处理技术领域，涉及一种泡沫钛合金光阳极的光催化层原位改性方法。

背景技术

目前，二氧化钛常被用于光阳极表面的光催化层，但是二氧化钛(TiO₂)光催化层存在一些问题，大大限制了二氧化钛(TiO₂)光催化层的进一步应用，由于光催化过程中光生电子和空穴极易发生复合，使转移到表面吸附物种上的电子和空穴数量大为减少，使得TiO₂光催化层量子产率偏低，由于其禁带宽度为3.2eV，只能被波长小于388nm的近紫外光(占太阳光谱总能量的4％左右)激发，太阳光可响应光波范围太窄，使得TiO₂光催化层对太阳光的利用率低。

发明内容

本发明的目的是提供一种泡沫钛合金光阳极的光催化层原位改性方法，解决了现有技术中存在的TiO₂光催化层对太阳光的利用率低的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种泡沫钛合金光阳极的光催化层原位改性方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、对泡沫钛合金光阳极表面预处理；

步骤2、将预处理后的泡沫钛合金光阳极在混合电解液体系中进行微弧氧化处理；

步骤3、对步骤2得到的泡沫钛合金光阳极退火处理，完成对泡沫钛合金光阳极的光催化层原位改性。

本发明的特点还在于：

步骤1具体为：将泡沫钛合金光阳极表面进行去脂、除油处理，然后使用去离子水冲洗，并使用吹风机烘干，得到预处理后的泡沫钛合金光阳极。

步骤2具体按照以下步骤实施：

步骤2.1、配置混合电解液，将步骤1处理后的泡沫钛合金光阳极置于混合的电解液体系中；

步骤2.2、对步骤2.1中的泡沫钛合金光阳极进行微弧氧化，微弧氧化过程中持续对混合电解液通入压缩空气，保持电解液温度不高于30℃，氧化处理后，将泡沫钛合金光阳极在去离子水中清洗，烘干后冷却，使泡沫钛合金光阳极得到TiO₂基涂层薄膜。

步骤2.2中微弧氧化的电源模式为恒流电源模式或恒压电源模式，电参数为：正向电压为400V～650V、负向电压为0～80V、正向电流密度为2A/dm²～15A/dm²、负向电流密度为0A/dm²～10A/dm²、正向频率为800Hz～3000Hz、负向频率为200Hz～2000Hz、正向级数0～20、负向级数0～10、氧化时间为3min～15min。

步骤3中退火处理的条件为：温度350℃～650℃。

步骤2中混合电解液体系为向电解液中添加添加剂制得，电解液的浓度为10～35g/L，添加剂的浓度为0～15g/L，电解液为磷酸盐、硅酸盐和碳酸盐的一种或两种混合物，添加剂为钒酸盐、偏钒酸盐和钨酸盐的一种或多种。

步骤2中混合电解液体系的pH值为6～14。