[发明专利]一种制备双极膜表面粉末态光催化剂的方法

摘要

一种制备双极膜表面粉末态光催化剂的方法是配制阳离子交换膜水溶液，流延于玻璃板面，干燥为阳离子交换膜；将半导体光催化剂粉末分散于水中形成悬浊液倾倒于薄膜表面进行交联，晾干为负载光催化剂粉末的阳离子交换膜；配制阴离子交换膜水溶液流延于薄膜面，干燥为阴离子交换膜；将光催化剂粉末在超声波震荡下分散于水中形成悬浊液，倾倒于阴离子交换膜表面，采用醛类交联剂进行交联，自然晾干为表面负载粉末态光催化剂的双极膜。本发明将粉末态光催化剂附着于双极膜两侧表面，有利于促进半导体光催化剂电子‑空穴分离，提高了光电催化效率，适用于光电催化水分解和CO₂还原。

主权项

1.一种制备双极膜表面粉末态光催化剂的方法，所述制备方法是按下列步骤进行的：（1）配制质量分数为2.0~5.0%的羧甲基纤维素或醋酸纤维素水溶液，以及2.0~5.0%的聚乙烯醇或聚乙烯吡咯烷酮水溶液，混合后并不断搅拌形成胶状物，静置脱泡30~60分钟，流延于洁净的带边框玻璃板上，室温风干后得到厚度为30~60μm的阳离子交换膜；（2）称取0.5~2.0g P型半导体光催化剂粉末，在超声波震荡下分散于100 mL水或无水乙醇中，继续震荡2.0小时分散均匀，倾倒于上述制备的阳离子交换膜表面，采用金属离子进行交联5~15分钟，30~60°C烘干后，P型半导体光催化剂粉末附着于阳离子交换膜表面；（3）将步骤（2）中的阳离子交换膜上下面颠倒，使负载催化剂的表面紧贴于已润湿的玻璃板上，另一表面，即未负载催化剂的表面朝上；（4）配制质量分数为2.0~5.0%的壳聚糖、聚酰亚胺或苯并咪唑的水溶液，以及2.0~5.0%的聚乙烯醇或聚乙烯吡咯烷酮水溶液，混合后并不断搅拌形成胶状物，静置脱泡30~60分钟，流延于步骤（3）中的阳离子交换膜表面，室温风干后得到厚度为30~60μm的阴离子交换膜；（5）称取0.5~2.0g N型半导体光催化剂粉末，在超声波震荡下分散于100 mL水或无水乙醇中，继续震荡2.0小时分散均匀，倾倒于上述制备的阴离子交换膜表面，采用醛类交联剂进行交联5~15分钟，30~60°C烘干后，N型半导体光催化剂粉末附着于阴离子交换膜表面；所述的金属离子Fe³⁺、Sn²⁺和Ti⁴⁺中的一种；所述醛类交联剂是戊二醛和丁二醛中的一种。