[发明专利]一种Co3

说明书

本发明公开了一种Co₃O₄纳米颗粒负载的TiO₂复合光催化材料及其制备方法和应用，所述复合光催化剂中TiO₂的结构为纳米带状，纳米带状的TiO₂具有锐钛矿和TiO₂‑B混合相，Co₃O₄纳米颗粒负载在纳米带状TiO₂表面。其制备方法包括：对商用TiO₂进行形貌调控制备出具有锐钛矿和TiO₂‑B混合相的纳米带状的TiO₂，以及制备Co₃O₄纳米颗粒负载的TiO₂纳米带。与商用TiO₂相比，带状的TiO₂具有锐钛矿和TiO₂‑B混合相，具有更好的光催化效果，Co₃O₄纳米颗粒成功负载其上后，在真空紫外光产生的臭氧协同作用下甲苯的去除率提高13%，臭氧的去除率提高41%，Co₃O₄纳米颗粒的负载更有利于臭氧的分解，在臭氧的协同作用下提高甲苯的降解速率。

技术领域

本发明属于催化技术领域，具体涉及一种Co₃O₄纳米颗粒负载的TiO₂复合光催化材料及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，随着我国工业化进程的发展，能源消耗也在逐年增加，空气污染物排放速度远高于大气的自净化速度，在我国大气污染问题也越来越严重，高浓度近地面臭氧和有机气溶胶污染频发。而且挥发性有机物是O₃和PM2.5形成的关键前驱体。挥发性有机物进入大气与氮氧化物和硫化物等污染物发生一些列复杂的化学反应形成二次有机气溶胶和O₃等二次污染物。二次污染物也是光化学烟雾的主要组成部分，会造成大气能见度降低。另外部分挥发性有机物以及臭氧对人体健康有直接的危害，对人的眼睛，呼吸系统等器官有强烈的刺激作用。更严重的对人的血液、神经系统、肝脏造成损伤。

现有对挥发性有机物的处理技术有：吸附法、光催化法、热催化法、生物降解法、等离子体降解法和臭氧化法等。但这些方法中存在耗能大，催化效率低和不环保等问题。光催化降解挥发性有机物利用光照，为挥发性有机物处理提供了一种低能耗且环境友好的方法。光催化降解主要依赖于光催化剂表面激发的光生电子和空穴，空穴的会对有机物氧化同时也会对体系中的水反应生成氧化能力更强的羟基自由基，羟基自由基的强氧化性决定了挥发性有机物降解的决定性因素。

发明内容

为了更好的处理挥发性有机物，降低催化成本，提高催化活性和增加催化剂的功能性制备，展开进一步研究，本发明提供一种Co₃O₄纳米颗粒负载的TiO₂复合光催化材料及其制备方法和应用，具有制备简单、成本较低、光催化活性好等优点，具有广泛的应用价值。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种Co₃O₄纳米颗粒负载的TiO₂复合光催化材料，所述TiO₂为纳米带状TiO₂，纳米带状TiO₂具有锐钛矿和TiO₂-B混合相，Co₃O₄纳米颗粒负载在纳米带状TiO₂表面。

进一步地，纳米带状TiO₂的宽度为60nm。

一种Co₃O₄纳米颗粒负载的TiO₂复合光催化材料的制备方法，包括以下步骤：