專利名稱：一種半導(dǎo)體納米光催化材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光催化材料，尤其是一種半導(dǎo)體納米光催化材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重化，使得人類急需開發(fā)一種生態(tài)學(xué)上潔凈、安全、經(jīng)濟(jì)的化學(xué)技術(shù)，來改善逐漸惡化的生存環(huán)境。光催化是一種新興的環(huán)境凈化技術(shù)。例如，納米 TiO2光催化劑可以有效地分解吸附在其表面的有毒氣體分子，抑制或消滅有害微生物，并能將有害的大分子有機(jī)物分解為無害的小分子物質(zhì)如二氧化碳和水，沒有二次污染。由于納米TW2具有抗化學(xué)和光腐蝕、性能穩(wěn)定、無毒、催化活性高、價(jià)廉等優(yōu)點(diǎn)而備受重視，是一種很有開發(fā)前景的環(huán)保型催化劑。但納米TiO2是一種粉體，它的光催化作用需要將其固定并且需要一定的接觸面積和反應(yīng)時(shí)間，因而如何將其負(fù)載到適當(dāng)?shù)妮d體上使其光催化效率最佳成為這一技術(shù)需解決的關(guān)鍵問題之一。常見的載體材料除泡沫金屬外還有活性炭、沸石、膨脹珍珠巖、硅膠、氧化鋁、有機(jī)玻璃、光導(dǎo)纖維、天然粘土、海砂、樹脂等。利用這些載體負(fù)載的光催化劑存在受光面積小、比表面積小、氣阻大、機(jī)械強(qiáng)度不高、易破碎和負(fù)載量小等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
為克服以上技術(shù)缺陷，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體納米光催化材料，并進(jìn)一步公開其制備方法。該材料以多孔泡沫材料為基體，擴(kuò)大了光催化劑比表面積，從而使光催化效率得到明顯的提高。本發(fā)明還進(jìn)一步公開了上述半導(dǎo)體納米光催化材料的制備方法。本發(fā)明通過如下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)
本發(fā)明的光催化材料包括多孔泡沫材料載體和負(fù)載于載體表面的半導(dǎo)體納米光催化劑層。所述的多孔泡沫材料的載體空隙率>96%，厚度2-5mm，孔徑100 μ m-2mm。所述的多孔泡沫材料為泡沫銅、泡沫鎳、泡沫鐵、泡沫鋁或泡沫塑料中的一種； 所述半導(dǎo)體光催化劑層的光催化劑是選自Co3O4、NiO, Cu2O、Ti02、ZnO、CdS, Fe2O3> SnO2、
WO3或Nb2O5中的一種或兩種。所述的半導(dǎo)體納米光催化劑層的光催化劑的粒徑為10-50nm， 覆蓋率為50%，負(fù)載量為20-50g/m2。本發(fā)明光催化材料的制備方法是以多孔泡沫材料為基體，結(jié)合相應(yīng)的負(fù)載技術(shù)如復(fù)合電鍍、化學(xué)復(fù)合鍍及浸漬提拉法等負(fù)載納米TiO2制備光催化材料。負(fù)載之前，首先兩種不同類型的材料泡沫金屬和泡沫塑料表面分別處理。其中，泡沫金屬表面處理步驟經(jīng)除油，水洗，酸洗，水洗，活化，水洗后吹干。泡沫塑料表面處理步驟經(jīng)去應(yīng)力、除油、水洗、粗化、中和、還原、水洗、敏化、活化、水洗后吹干。所述的泡沫金屬表面處理除油步驟中的去油劑是10-30%Na0H溶液，溫度是 50-60°C，去油時(shí)間是I-IOmin ；所述的酸洗步驟中的酸洗劑是10-20%的硫酸溶液，溫度是50-600C，酸洗時(shí)間為I-IOmin ；所述的活化步驟中的活化劑是1_5%的AgNO3溶液，活化時(shí)間為 5-10min ；
所述泡沫塑料表面處理去應(yīng)力步驟中的去應(yīng)力劑由丙酮和水按丙酮水=0. 2^1 1 的比例配制，去應(yīng)力時(shí)間為20-40min ；所述的除油步驟中的除油劑是l(T30%Na0H溶液， 溫度是5(T60°C，除油時(shí)間為I-IOmin ；所述粗化步驟中的粗化劑由15 25g/L的CrO3和 600mL/L的濃硫酸配制，溫度是7(T75°C，粗化時(shí)間是5-15min ；所述敏化步驟中的敏化劑由 3(T40mL/LHCl和15 20g/LSnCl2配制，敏化時(shí)間為5-lOmin ；所述活化步驟中的活化劑是 Γ5%的AgNO3溶液，活化時(shí)間是5-10min。經(jīng)表面處理工藝后，將泡沫塑料在以Ni2+為主體的相應(yīng)的鍍液中進(jìn)行復(fù)合電鍍、 化學(xué)復(fù)合鍍而制得負(fù)載型光催化材料；或?qū)⑴菽饘僭谝遭佀崴亩□榍膀?qū)體的溶膠中浸漬提拉，然后經(jīng)干燥、熱處理而制得。所負(fù)載的TW2光催化活性組分最大量可接近光催化過濾網(wǎng)總重量的20%。采用的負(fù)載方法為復(fù)合電鍍、化學(xué)復(fù)合鍍和浸漬提拉法中的一種，不同性質(zhì)的泡沫材料經(jīng)過不同的表面處理后可放置于相應(yīng)的溶膠或鍍液中進(jìn)行負(fù)載，然后經(jīng)干燥，泡沫金屬的浸漬提拉法負(fù)載還必須經(jīng)過通氮?dú)獗Ｗo(hù)或在真空管式爐中的熱處理而制得。其中的干燥溫度為9(Tl00°C，時(shí)間l(T20min。熱處理溫度為30(T350°C，時(shí)間6(Tl20min。這些負(fù)載方法操作簡單，在較短時(shí)間內(nèi)便可獲得均勻的、高效的、與基體結(jié)合力學(xué)性能良好的納米 TiO2涂層，從而顯著地提高了光催化穩(wěn)定性和光催化活性。本發(fā)明所述的復(fù)合電鍍、化學(xué)復(fù)合鍍和浸漬提拉法三種負(fù)載方法制備光催化材料，可通過如下三種方式制得
(1)復(fù)合電鍍鍍液的配方為25(T300g/L 的 NiSO4 -6H20,30^40g/L 的 NiCl2 -6H20,40g/ L的H3BO3以及0. 5 lg/L的SDBS、5-10g/L的TiO2,陰極電流密度為20 40 mA · cm_2，將pH 調(diào)至3. 5 4. 5 ；中等攪拌速率，在4(T50°C的溫度下施鍍3(T60min。(2)化學(xué)復(fù)合鍍鍍液的配制為次亞磷酸鈉(濃度為2048g/L)、Ni2+(濃度為 87-93g/L)、Pb2+(濃度為0. 7-1.5ppm)、乳酸(濃度為25_30g/L)、丙酸(濃度為:l_5g/ L)、SDBS (濃度為0. 5-lg/L)、TiO2 (濃度為5_10g/L)，鍍液pH調(diào)為4-5 ；中等攪拌速率， 90-94°C的溫度下施鍍30-60min ；
(3)以鈦酸四丁酯為前驅(qū)體的浸漬法室溫下，將30-40mL鈦酸四丁酯與75_85mL的無水乙醇混合，然后緩慢滴入由10-15mL冰醋酸、4-8mL去離子水和75_85mL的無水乙醇組成的混合液，或再在上述混合液中添加10-20mL10g/L的含半導(dǎo)體金屬元素的鹽溶液，不斷攪拌，在形成溶膠后凝膠前將表面經(jīng)處理的泡沫金屬基體浸漬其中5 10min后在9(TlO(TC的真空干燥箱中干燥l(T20min，如此循環(huán)3飛次；然后在溫度為30(T35(TC真空管式爐中或在通氮?dú)馀叛醯墓苁綘t中熱處理6(Tl20min。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的光催化材料比表面積大、結(jié)合力好、負(fù)載量大，提高了光催化活性效率和光催化穩(wěn)定性。通過配置適當(dāng)?shù)淖贤夤庠矗蓪諝庵谢蛩械挠泻ξ⑸?、有毒的有機(jī)物分子進(jìn)行有效地降解，從而起到凈化空氣和水質(zhì)的作用。其制備方法簡單易于操作，且適合產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。


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圖1是本發(fā)明復(fù)合電鍍法的負(fù)載裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明化學(xué)復(fù)合鍍和浸漬提拉法的負(fù)載裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明采用不同負(fù)載方式制得的材料，對難分解的染料活性黑GR的降解， 其脫色率隨時(shí)間的變化曲線圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。實(shí)施例1 復(fù)合電鍍負(fù)載方法
本實(shí)施例采用專門的復(fù)合電鍍裝置。該裝置如圖1所示，包括填充有恒溫液體5的恒溫?cái)嚢杷?及設(shè)于恒溫?cái)嚢杷?內(nèi)的鍍槽4，鍍槽4內(nèi)填充復(fù)合鍍液3，鍍槽4的底部還設(shè)有磁力攪拌機(jī)構(gòu)7。并在鍍槽4內(nèi)，設(shè)有用于固定泡沫材料網(wǎng)6的固定桿8。在固定桿 8的兩側(cè)各設(shè)有一塊電鍍鎳板1，所述的兩塊電鍍鎳板1與外部電源的正極相接，所述的泡沫材料網(wǎng)6與外部電源的負(fù)極相接；即所述的兩塊電鍍鎳板1與泡沫材料網(wǎng)8分別作為電鍍的正極和負(fù)極形成電鍍裝置。具體步驟為
1.泡沫鎳表面的前處理除油(10%Na0H，50°C，IOOmin)—水洗一酸洗(10%的硫酸， 50°C, IOmin)—水洗一活化的 AgN03，5min)—水洗一吹干。2.復(fù)合電鍍鍍液的配置稱取 250g 的 NiSO4 ·6Η20,40δ 的 NiCl2 ·6Η20,40δ 的 H3BO3 于IOOOmL的燒杯中，加去離子水使其溶解，將上述溶液的ρΗ調(diào)為4. 0并繼續(xù)加去離子水至刻度線，然后加0. 5g的SDBS、5gTi02，不斷攪拌或采用超聲波分散24h備用。3.將泡沫鎳和鎳板浸入上述鍍液中，分別作為電鍍的陰極和陽極，電流密度調(diào)至 30mA · cm_2，在恒溫?cái)嚢杷渲袛嚢瑁瑢囟日{(diào)節(jié)至40°C并保持恒定，施鍍30min，然后將樣品在90°C的真空干燥箱中干燥lOmin。4.將電鍍過的上述泡沫鎳網(wǎng)在通氮?dú)獾臓t子中或真空管式爐中于350°C熱處理 60min，從而制得納米TW2與泡沫鎳結(jié)合力良好的光催化材料。光催化實(shí)驗(yàn)表明，該催化劑材料在4小時(shí)內(nèi)在紫外燈的照射下可使活性黑的脫色率達(dá)90%以上。實(shí)施例2 化學(xué)復(fù)合鍍負(fù)載方法
本實(shí)施例采用專門的化學(xué)復(fù)合鍍裝置，如圖2所示，該裝置在鍍槽4內(nèi)不設(shè)電鍍鎳板1， 具體步驟為
1.泡沫鎳表面的前處理除油(10%Na0H，50°C，IOmin)—水洗一酸洗(10%的硫酸， 50°C, IOmin)—水洗一活化的 AgN03，5min)—水洗一吹干。2.化學(xué)鍍鍍液的配置加入去離子水至IOOOmL燒杯的1/2，而后分別向其中加入 24g的次亞磷酸鈉、90g/L的鎳鹽溶液50mL、30g乳酸、3g丙酸、0. 7-1. 5ppm的1 2+,將ρΗ調(diào)為4. 6后加去離子水至刻度線，然后加0. 5g的SDBS、5-10g的TiO2，不斷攪拌或采用超聲波分散24h備用。3.將上述鍍液在恒溫?cái)嚢杷渲袛嚢瑁郎刂?2°C并保持恒定，將表面經(jīng)處理過的泡沫鎳網(wǎng)浸入化學(xué)鍍液中30min，然后將樣品取出并在90°C的烘箱中干燥lOmin。4.將上述泡沫鎳網(wǎng)在通氮?dú)獾臓t子中或真空管式爐中于350°C熱處理60min，從而制得納米TiA與泡沫鎳結(jié)合力良好的光催化網(wǎng)。光催化實(shí)驗(yàn)表明，該催化劑材料在4小時(shí)內(nèi)在紫外燈的照射下可使活性黑的脫色率達(dá)90%以上。
實(shí)施例3 浸漬提拉負(fù)載法
本實(shí)施例的負(fù)載裝置采用圖2所示的裝置，可不用水浴常溫下操作。具體步驟為 1.泡沫鎳表面的前處理除油(10%Na0H，50°C，IOmin)—水洗一酸洗(10%的硫酸， 50°C, IOmin)—水洗一吹干。2.以鈦酸四丁酯為前驅(qū)體的溶膠室溫下，將34mL(0. lmol)的鈦酸四丁酯與80mL 的無水乙醇混合置于燒杯中，然后將由IOmL冰醋酸、4mL去離子水和SOmL無水乙醇組成的混合液移至滴定管中緩慢滴入，并不斷攪拌燒杯中的液體。3.在形成溶膠后凝膠前，將上述表面處理過的金屬泡沫鎳網(wǎng)浸漬于其中，以5mm/ s的速度提拉取出，然后在干燥箱中干燥lOmin，重復(fù)上述操作三次。4.將浸漬三次后經(jīng)干燥的樣品在通氮?dú)獾臓t子中或真空管式爐中于350°C熱處理120min，從而制得納米TW2與泡沫鎳結(jié)合力良好的光催化網(wǎng)。光催化實(shí)驗(yàn)表明，該催化劑材料在4小時(shí)內(nèi)在紫外燈的照射下可使活性黑的脫色率達(dá)80%以上。實(shí)施例4
1.泡沫塑料的表面處理去應(yīng)力(丙酮水=1 :3，30min)—除油(20%Na0H，50°C， 20min)—水洗一粗化(20g/L 的 CrO3 和 600mL/L 的濃硫酸，70 75°C，5_15min)—中和一還原一水洗一敏化 G0mL/LHCl+20g/LSnCl2，5min)—活化( 的 AgN03，5min)—水洗一吹干。2.化學(xué)鍍鍍鎳液的配置加入去離子水至IOOOmL燒杯的1/2，而后分別向其中加入Mg的次亞磷酸鈉、90g/L的鎳鹽溶液50mL，然后加去離子水至刻度。3.復(fù)合電鍍鍍液的配置稱取 250g 的 NiSO4 ·6Η20,40δ 的 NiCl2 ·6Η20,40δ 的 H3BO3 于IOOOmL的燒杯中，加去離子水使其溶解，將上述溶液的ρΗ調(diào)為4. O并繼續(xù)加去離子水至刻度線，然后加0. 5g的SDBS、5-10g的TiO2,不斷攪拌或采用超聲波分散24h備用。4.將表面經(jīng)處理的泡沫塑料，置于85°C的化學(xué)鍍鍍鎳液中，施鍍IOmin后水洗烘干，使其能夠?qū)щ?。將此樣品作為陰極，鎳板作為陽極浸漬于上述配好的電鍍液中，電流密度調(diào)至30mA · cm_2，在恒溫?cái)嚢杷渲袛嚢?，將溫度調(diào)節(jié)至40°C并保持恒定，施鍍30min，然后將樣品在90°C的烘箱中干燥IOmin即制得光催化網(wǎng)。光催化實(shí)驗(yàn)表明，該催化劑材料在 6小時(shí)內(nèi)在紫外燈的照射下可使活性黑的脫色率達(dá)90%以上。實(shí)施例5
1.泡沫塑料的表面處理去應(yīng)力(丙酮水=1 :3，30min)—除油(20%Na0H，50°C， 20min)—水洗一粗化(20g/L 的 CrO3 和 600mL/L 的濃硫酸，70 75°C，5_15min)—中和一還原一水洗一敏化 G0mL/LHCl+20g/LSnCl2，5min)—活化( 的 AgN03，5min)—水洗一吹干。2.化學(xué)鍍鍍液的配置加入去離子水至IOOOmL燒杯的1/2，而后分別向其中加入 24g的次亞磷酸鈉、90g/L的鎳鹽溶液50mL、30g乳酸、3g丙酸、0. 7-1. 5ppm的1 2+,將ρΗ調(diào)為4. 6后加去離子水至刻度線，然后加0. 5g的SDBS、5-10g的TiO2，不斷攪拌或采用超聲波分散24h備用。3.將上述鍍液在恒溫?cái)嚢杷渲袛嚢?，升溫?2°C并保持恒定，將表面經(jīng)處理過的泡沫鎳網(wǎng)浸入化學(xué)鍍液中30min，然后將樣品取出并在90°C的烘箱中干燥IOmin而制得光催化網(wǎng)。光催化實(shí)驗(yàn)表明，該催化劑材料在6小時(shí)內(nèi)在紫外燈的照射下可使活性黑的脫色率達(dá)80%以上。實(shí)施例6 1.泡沫銅表面的前處理除油(10%Na0H，50°C，IOmin)—水洗一酸洗(10%的硫酸， 50°C, IOmin)—水洗一吹干。2.在250mL的燒杯中加入34mL(0. Imo 1)鈦酸丁酯與80mL無水乙醇進(jìn)行攪拌混合后，在攪拌下滴入由IOmL冰醋酸、4mL蒸餾水、80mL無水乙醇以及15mL10g/L的鎢酸銨溶液組成的混合液，繼續(xù)不斷地?cái)嚢琛?.在形成溶膠后凝膠前，將上述表面處理過的金屬泡沫銅網(wǎng)浸漬于其中，以5mm/ s的速度提拉取出，然后在干燥箱中干燥lOmin，重復(fù)上述操作五次。4.將浸漬五次后經(jīng)干燥的樣品在通氮?dú)獾臓t子中或真空管式爐中于350°C熱處理120min，從而制得Ti02/W03光催化復(fù)合涂層，該涂層與泡沫銅基體結(jié)合力良好。光催化實(shí)驗(yàn)表明，該催化劑材料在4小時(shí)內(nèi)在紫外燈的照射下可使活性黑的脫色率達(dá)90%以上；在4 小時(shí)內(nèi)在日光燈的照射下可使活性黑的脫色率達(dá)80%以上。實(shí)施例7
1.泡沫鋁表面的前處理除油(10%Na0H，50°C，5min)—水洗一酸洗(10%的硫酸， 50°C，2min)—水洗一吹干。2.在250mL的燒杯中加入30mL鈦酸丁酯與75mL無水乙醇進(jìn)行攪拌混合后，在攪拌下滴入由13mL冰醋酸、4mL蒸餾水、75mL無水乙醇以及3. 95g硝酸鋅組成的混合液，滴速約2mL/min，繼續(xù)不斷地?cái)嚢琛?.在形成溶膠后凝膠前，將上述表面處理過的金屬泡沫鋁網(wǎng)浸漬于其中，以5mm/ s的速度提拉取出，然后在干燥箱中干燥lOmin，重復(fù)上述操作五次。4.將浸漬五次后經(jīng)干燥的樣品在通氮?dú)獾臓t子中或真空管式爐中于350°C熱處理120min，從而制得Ti02/Zn0光催化復(fù)合涂層，該涂層與泡沫鋁基體結(jié)合力良好。光催化實(shí)驗(yàn)表明，該催化劑材料在4小時(shí)內(nèi)在紫外燈或日光燈的照射下均可使活性黑的脫色率達(dá) 80%以上。實(shí)施例8
1.泡沫鐵表面的前處理除油(10%Na0H，50°C，5min)—水洗一酸洗(10%的硫酸， 50°C，2min)—水洗一吹干。2.在250mL的燒杯中加入34mL鈦酸丁酯與80mL無水乙醇進(jìn)行攪拌混合后，在攪拌下滴入由12mL冰醋酸、4mL蒸餾水、80mL無水乙醇以及草酸鈮溶液(wt(Nb)=l. 39%)組成的混合液，然后將此混合液加入到6mol/L的氨水中，繼續(xù)不斷地?cái)嚢琛?.在形成溶膠后凝膠前，將上述表面處理過的金屬泡沫鐵網(wǎng)浸漬于其中，以5mm/ s的速度提拉取出，然后在干燥箱中干燥lOmin，重復(fù)上述操作五次。4.將浸漬五次后經(jīng)干燥的樣品在通氮?dú)獾臓t子中或真空管式爐中于350°C熱處理120min，從而制得Ti02/Nb205光催化復(fù)合涂層，該涂層與泡沫鐵基體結(jié)合力良好。光催化實(shí)驗(yàn)表明，該催化劑材料在4小時(shí)內(nèi)在紫外燈或日光燈的照射下均可使活性黑的脫色率達(dá) 80%以上。通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，我們繪制了采用不同負(fù)載方式制得的材料，對難分解的染料活性黑GR的降解，其脫色率隨時(shí)間的變化曲線圖(如圖3所示)。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體納米光催化材料，包括載體和負(fù)載于載體表面的半導(dǎo)體納米光催化劑層，其特征在于所述的載體為多孔泡沫材料。
2.如權(quán)利要求1所述的光催化材料，其特征在于所述的多孔泡沫材料的載體空隙率 >96%,厚度為 2-5mm，孔徑為 100 μ m_2mm。
3.如權(quán)利要求1所述的光催化材料，其特征在于所述的多孔泡沫材料為泡沫銅、泡沫鎳、泡沫鐵、泡沫鋁或泡沫塑料中的一種；所述半導(dǎo)體光催化劑層的光催化劑是選自Co304、 NiO、Cu2O、Ti02、ZnO、CdS、Fe2O3, SnO2、WO3 或 Nb2O5 中的一種或兩種。
4.如權(quán)利要求1所述的光催化材料，其特征在于所述的半導(dǎo)體納米光催化劑層的光催化劑的粒徑為10-50nm，覆蓋率為50%，負(fù)載量為20_50g/m2。
5.如權(quán)利要求1所述的光催化材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟A.以多孔泡沫材料為載體；B.載體表面處理；C.通過負(fù)載方法將半導(dǎo)體納米光催化劑固定于所述載體表面，其中半導(dǎo)體納米光催化劑占載體總重量的1%_20% ；D.真空干燥，得目標(biāo)產(chǎn)品；其中，以泡沫金屬為載體光催化材料還包括在氮?dú)獗Ｗo(hù)或真空管式爐中經(jīng)熱處理步驟后制得目標(biāo)產(chǎn)品。
6.如權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述的多孔泡沫材料選自泡沫金屬或泡沫塑料中的一種；所述的半導(dǎo)體納米光催化劑選自Co304、Ni0、Cu20、Ti02、Zn0、CdS、Fe203、 SnO2、WO3或Nb2O5中的一種或兩種。
7.如權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述的載體表面處理步驟具體為泡沫金屬表面處理步驟經(jīng)除油，水洗，酸洗，水洗，活化，水洗后吹干；泡沫塑料表面處理步驟經(jīng)去應(yīng)力、除油、水洗、粗化、中和、還原、水洗、敏化、活化、水洗后吹干。
8.如權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于所述的泡沫金屬表面處理除油步驟中的去油劑是10-30%Na0H溶液，溫度是50-60°C， 去油時(shí)間是I-IOmin ；所述的酸洗步驟中的酸洗劑是10-20%的硫酸溶液，溫度是50_60°C， 酸洗時(shí)間為I-IOmin ；所述的活化步驟中的活化劑是1-5%的AgNO3溶液，活化時(shí)間為 5-10min ；所述泡沫塑料表面處理去應(yīng)力步驟中的去應(yīng)力劑由丙酮和水按丙酮水=0. 2^1 1 的比例配制，去應(yīng)力時(shí)間為20-40min ；所述的除油步驟中的除油劑是l(T30%Na0H溶液， 溫度是5(T60°C，除油時(shí)間為I-IOmin ；所述粗化步驟中的粗化劑由15 25g/L的CrO3和 600mL/L的濃硫酸配制，溫度是7(T75°C，粗化時(shí)間是5-15min ；所述敏化步驟中的敏化劑由 3(T40mL/LHCl和15 20g/LSnCl2配制，敏化時(shí)間為5-lOmin ；所述活化步驟中的活化劑是 Γ5%的AgNO3溶液，活化時(shí)間是5-10min。
9.如權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于所述負(fù)載方法包括復(fù)合電鍍法、化學(xué)復(fù)合鍍法或浸漬提拉法；所述的復(fù)合電鍍法具體為復(fù)合電鍍鍍液的配方包括濃度為250-300g/L的 NiSO4 · 6H20、30-40g/L 的 NiCl2 · 6H20、40g/L 的 H3BO3 以及 0. 5-lg/L 的 SDBS、5_10g/L 的 TiO2;將所述多孔泡沫材料和鎳板浸入上述鍍液中，分別作為電鍍的陰極和陽極；陰極電流密度為20-40mA · cm—2 ；鍍液pH值為3. 5-4. 5 ；攪拌，在40_50°C的恒溫下施鍍30_60min ；所述的化學(xué)復(fù)合鍍法具體為化學(xué)復(fù)合鍍鍍液的配方包括濃度為20-28g/L的次亞磷酸鈉、87-93g/L 的 Ni2+、0. 7-1. 5ppm 的 Pb2\25-30g/L 的乳酸、l_5g/L 的丙酸、0. 5_lg/ L的SDBS、5-10g/L的TiO2 ；鍍液pH為4_5 ；將所述多孔泡沫材料浸入上述鍍液中，攪拌， 90-94°C的溫度下施鍍30-60min ；所述的浸漬提拉法具體為以鈦酸四丁酯為前驅(qū)體，室溫下，將30-40mL鈦酸四丁酯與 75-85mL的無水乙醇混合，然后緩慢滴入由5_10mL冰醋酸、4_8mL去離子水和75_85mL的無水乙醇組成的混合液，或再在上述混合液中添加10-20mL10g/L的含半導(dǎo)體金屬元素的鹽溶液，不斷攪拌，在形成溶膠后凝膠前將表面經(jīng)處理的泡沫金屬基體浸漬其中5 10min后在9(T10(TC的真空干燥箱中干燥l(T20min，如此循環(huán)3飛次。
10.如權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于所述的真空干燥時(shí)間為10-20min，溫度為90-100°C ；所述的熱處理溫度為300-350°C，時(shí)間為60-120min。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種半導(dǎo)體納米光催化材料及其制備方法。本發(fā)明所述的半導(dǎo)體納米光催化材料包括載體和負(fù)載于載體表面的半導(dǎo)體納米光催化劑層，其特征在于，所述的載體為多孔泡沫材料。其制備方法是以多孔泡沫材料為載體；載體經(jīng)過表面處理后，通過負(fù)載方法將半導(dǎo)體納米光催化劑固定于所述載體表面，其中半導(dǎo)體納米光催化劑占載體總重量的1%-20%；經(jīng)真空干燥制得目標(biāo)產(chǎn)品。相對于現(xiàn)有技術(shù)本發(fā)明的光催化材料比表面積大、結(jié)合力好、負(fù)載量大，提高了光催化活性效率和光催化穩(wěn)定性。其制備方法簡單易于操作，且適合產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號B01J23/755GK102266774SQ201110150429
公開日2011年12月7日 申請日期2011年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月7日
發(fā)明者張國慶, 熊亮, 陽楚雄 申請人:廣東工業(yè)大學(xué)