一種可見光催化涂層的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種可見光催化涂層的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，科學(xué)界致力于研究具有高效可見光活性的光催化劑，而T12由于其光催化性能良好、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、廉價(jià)和無毒，在空氣凈化、殺菌消毒和環(huán)境修復(fù)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。T12在小于等于387.5 nm的紫外照射下顯示出很高的活性和化學(xué)穩(wěn)定性，但是T12的寬帶隙導(dǎo)致它只在紫外光有活性，而紫外光在太陽(yáng)光中的含量不到5%。因此人們通過各種方式希望制備出在可見光下有高催化活性的Ti02。眾所周知，貴金屬沉積能有效降低光生載流子的復(fù)合率，而貴金屬中的Ag相對(duì)Pt、Au等其他貴金屬價(jià)格便宜易得，因此Ag/T12復(fù)合催化劑備受青睞；非金屬陰離子一般會(huì)取代1102晶格中的氧原子，在T12的禁帶中產(chǎn)生雜質(zhì)能級(jí)，從而改變T12的帶隙，使T1 2的光響應(yīng)范圍擴(kuò)展至可見光區(qū)。
[0003]與T12類似，Ag3PO4也具有優(yōu)異的光催化效果，然而，其在實(shí)際應(yīng)用中存在很多弊端，如在液相光催化反應(yīng)結(jié)束后粉體催化劑難分離，造成液體二次污染；粉體狀光催化劑難以回收；光催化過程中容易團(tuán)聚，降低催化效率等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種可見光催化效率高，催化涂層耐水、穩(wěn)定、牢固的可見光催化涂層的制備方法。
[0005]本發(fā)明的具體實(shí)現(xiàn)過程如下:
一種可見光催化涂層的制備方法:將可見光催化劑分散于聚偏氟乙烯的N-甲基吡咯烷酮溶液中，然后涂在基體上制備可見光催化涂層。所述的可見光催化劑選自Ag3PO4、摻雜二氧化鈦、Cu2O, ZrO2, ZnO0所述聚偏氟乙烯的N-甲基吡咯烷酮溶液的質(zhì)量百分比濃度為1%?15%，優(yōu)選為1%?6%ο
[0006]所述的Ag3PO4可見光催化劑的制備方法為:
(1)將硝酸銀溶解于水中；
(2)將磷酸氫二鈉溶解于水中；
(3)將磷酸氫二鈉溶液加入硝酸銀溶液中，攪拌、離心、洗滌、干燥，得到Ag3PO4可見光催化劑。
[0007]所述摻雜二氧化鈦的制備方法為:在密閉容器中，將水溶性糖類化合物和水溶性高分子溶于水，然后加入可溶性鈦鹽、十六烷基三甲基溴化銨、硝酸銀，最后加入有機(jī)酸或有機(jī)堿，在140?300°C反應(yīng)后，經(jīng)干燥、煅燒得到Ag/AgBr/Ti(V^見光催化劑。
[0008]所述的水溶性糖類選自單糖、二糖、多糖。
[0009]所述的水溶性糖類選自葡萄糖、果糖、蔗糖、麥芽糖、乳糖、可溶性淀粉。
[0010]所述的水溶性高分子選自聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸鈉、聚丙烯酰胺。
[0011]所述可溶性鈦鹽選自硫酸氧鈦、四氯化鈦、鈦酸正四丁酯。
[0012]所述的有機(jī)酸或有機(jī)堿選自甲酸、冰乙酸、乙二酸、苯甲酸、氨水。
[0013]通常認(rèn)為，將光催化劑分散在高分子溶液中制備的光催化薄膜由于高分子的包裹，其光催化效率會(huì)大大下降，而且由于光催化劑的光氧化，薄膜不穩(wěn)定。發(fā)明人通過大量篩選，發(fā)現(xiàn)使用適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)溶劑制備的光催化劑聚偏氟乙烯復(fù)合薄膜具有高效光催化效果O
[0014]本發(fā)明制備方法簡(jiǎn)單，可涂布在玻璃、塑料、金屬制品、布匹等基體上，制備的可見光催化涂層結(jié)晶度好、光催化效率高，有效解決了粉體催化劑回收難、光催化反應(yīng)過程中易團(tuán)聚的問題，且制備的可見光催化涂層能夠重復(fù)利用，減少了催化劑的使用量，具有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。還可以將光催化涂層涂布于裝飾品上，應(yīng)用到室內(nèi)、汽車內(nèi)甲醛等有害氣體的降解，避免粉末狀光催化劑使用后回收、再生困難等不足。
【附圖說明】
[0015]圖1為實(shí)施例8和實(shí)施例11所制備的可見光催化涂層的照片；
圖2為實(shí)施例8所制備的Ag3PO4可見光催化涂層的XRD圖譜；
圖3為實(shí)施例11所制備的Ag/AgBr/Ti02可見光催化涂層的XRD圖譜；
圖4為實(shí)施例11制備的Ag/AgBr/Ti02可見光催化涂層在紫外燈下降解羅丹明B的曲線；
圖5為實(shí)施例14制備的Ag/AgBr/Ti02可見光催化涂層在紫外燈下降解羅丹明B的曲線；
圖6為實(shí)施例11制備的Ag/AgBr/Ti(V^見光催化涂層在氙燈下降解羅丹明B的曲線； 圖7為實(shí)施例8制備的Ag3P(V^見光催化涂層在氙燈下降解羅丹明B的曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0017]實(shí)施例1 Ag3PO4可見光催化劑的制備
將3.0603g硝酸銀溶解于50mL水中，同時(shí)將2.1512g磷酸氫二鈉溶解于50mL水，然后將磷酸氫二鈉溶液逐滴加入硝酸銀溶液中，反應(yīng)I小時(shí)后，離心、洗滌、干燥，得到黃色磷酸銀可見光催化劑。
[0018]實(shí)施例2 Ag/AgBr/Ti02可見光催化劑的制備
在密閉容器中，將6g葡萄糖和0.5g聚乙烯吡咯烷酮溶于1mL水，然后加入4.25g鈦酸正四丁酯(TB0T)、0.681g十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)、0.315g硝酸銀，最后加入1mL冰乙酸，在200 °C反應(yīng)8小時(shí)后，干燥后在500 °C下煅燒3小時(shí)得到Ag/AgBr/Ti02可見光催化劑。
[0019]實(shí)施例3 Ag/AgBr/Ti02可見光催化劑的制備
在密閉容器中，將6g果糖和0.5g聚丙稀酸鈉溶于1mL水，然后加入4.25g硫酸氧鈦、0.681g CTAB、0.315g硝酸銀，最后加入1mL甲酸，在140 °C反應(yīng)16小時(shí)后，干燥后在500°C下煅燒3小時(shí)得到見光催化劑。
[0020]實(shí)施例4 Ag/AgBr/Ti02可見光催化劑的制備
在密閉容器中，將6g鹿糖和0.5g聚丙稀酰胺溶于1mL水，然后加入4.25g四氯化鈦、0.681g CTAB、0.315g硝酸銀，最后加入1mL乙二酸，在300 °C反應(yīng)5小時(shí)后，干燥后在500°C下煅燒3小時(shí)得到見光催化劑。
[0021]實(shí)施例5 Ag/AgBr/Ti02可見光催化劑的制備
在密閉容器中，將6g麥芽糖和0.5g聚丙烯酰胺溶于1mL水，然后加入4.25g鈦酸正四丁酯、0.681g CTAB、0.315g硝酸銀，最后加入1mL苯甲酸，在160 °C反應(yīng)14小時(shí)后，干燥后在500 °C下煅燒3小時(shí)得到Ag/AgBr/Ti(V^見光催化劑。
[0022]實(shí)施例6 Ag/AgBr/Ti02可見光催化劑的制備
在密閉容器中，將6g乳糖和0.5g聚乙烯吡咯烷酮溶于1mL水，然后加入4.25g TBOT,0.681g CTAB、0.315g硝酸銀，最后加入5mL氨水，在250 °C反應(yīng)6小時(shí)后，干燥后在500 °C下煅燒3小時(shí)得到見光催化劑。
[0023]實(shí)施例7 Ag/AgBr/Ti02可見光催化劑的制備
在密閉容器中，將6g可溶性淀粉和0.5g聚乙烯吡咯烷酮溶于1mL水，然后加入4.25gΤΒ0Τ、0.681g CTAB、0.315g硝酸銀，最后加入1mL冰乙酸，在180 °C反應(yīng)10小時(shí)后，干燥后在500 °C下煅燒3小時(shí)得到Ag/AgBr/Ti(V^見光催化劑。
[0024]實(shí)施例8可見光催