一种形貌厚度可控的氢氧化铟薄膜催化材料的制备方法

xiaoxiao2020-6-27  88

专利名称:一种形貌厚度可控的氢氧化铟薄膜催化材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种催化材料的制备方法。
背景技术
随着现代化、城市化进程的加快和人民生活水平的提高,住家居室环境和工作 活动场所的空气质量已愈来愈成为人们普遍关注的热点问题。室内空气的处理方法主 要为吸附法、吸收法、沸石膜分离法、冷凝法、光催化法及低温等离子体法等。其中光 催化氧化技术主要是利用半导体的特殊电子结构和光催化性质,与其它处理技术相比, 具有明显的节能、高效、污染物降解彻底等优点,且光催化技术易操作,无二次污染, 现已成为一种有重要应用前景的室内环境治理技术,引起了国内外学者的普遍重视,在 于光催化氧化技术中应用最多的半导体材料是TiC^,但是现有的用于光催化氧化技术的 半导体材料Ti(^的制备条件苛刻,制作方法复杂,现有方法制作得到的半导体材料Ti(^ 的催化效率低,限制了Ti02的使用,且现有的光催化氧化技术使用的为粉体的半导体材 料,使用中容易流失,进而造成二次污染,且回收利用困难,限制了光催化氧化技术的 发展。

发明内容
本发明为了解决现有的用于光催化氧化技术的半导体材料1102的制作方法复 杂、制作得到半导体材料Ti02催化效率低及使用粉体的半导体材料容易造成二次污染的 问题,而提供了一种形貌厚度可控的氢氧化铟薄膜催化材料的制备方法。
本发明氢氧化铟薄膜催化材料由以下方法进行制备将0.5 8g的尿素、0.5 2g的硝酸铟和100 150mL的水均匀混合置于反应器中,然后将玻璃板放入反应器 中,再将反应器放入油浴锅中回流反应12 26h,控制油浴锅回流装置的温度为60 IO(TC,即实现了氢氧化铟薄膜催化材料的制备。 本发明方法以玻璃板为基底,采用尿素和硝酸铟为原料制作得到了氢氧化铟薄 膜,本发明的方法条件温和,制作方法简单。本发明方法可通过控制尿素的用量,来调 整尿素在溶液中释放出的OH-浓度,进而实现对薄膜形貌与厚度的控制,本发明方法制 作得到氢氧化铟薄膜的厚度范围为4 30iim,同时,还可以通过控制回流时间来控制氢 氧化铟薄膜的形貌和厚度,本发明制作得到的薄膜形貌既可以为棒状,也可以为块状, 也可为两者的混合状。本发明方法制作得到的氢氧化铟薄膜采用气相光催化降解苯典 型挥发性的有机污染物的方法检查氢氧化铟薄膜的光催化活性,检查结果显示,本发明 方法制作得到的氢氧化铟薄膜的降解率达到了 93.8%以上,本发明制作得到的氢氧化铟 薄膜光催化效率高,催化活性好,且难失活,本实施方式制作的氢氧化铟薄膜在使用过 程中不存在流失的问题,不产生二次污染,本发明制作得到的氢氧化铟薄膜应用范围广 泛。

图1为具体实施方式
八制备得到的氢氧化铟薄膜的XRD图;图2为具体实施方 式八制备得到的氢氧化铟薄膜横截面的SEM图;图3为具体实施方式
八制备得到的氢氧 化铟薄膜表面的SEM图;图4为具体实施方式
八制作得到氢氧化铟薄膜与现有方法制作 得到的Ti02进行催化性能的比较结果图,图5为具体实施方式
九制备得到的氢氧化铟薄 膜横截面的SEM图;图6为具体实施方式
九制备得到的氢氧化铟薄膜表面的SEM图; 图7为具体实施方式
十制备得到的氢氧化铟薄膜表面的SEM图。
具体实施例方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式
,还包括各具体实施方式
间 的任意组合。 具体实施方式
一本实施方式形貌厚度可控的氢氧化铟薄膜催化材料由以下方 法进行制备将0.5 8g的尿素、0.5 2g的硝酸铟和100 150mL的水均匀混合置于 反应器中,然后将玻璃板放入反应器中,再将反应器放入油浴锅中回流反应12 26h, 控制油浴锅回流装置的温度为60 IO(TC,即实现了氢氧化铟薄膜催化材料的制备。
本实施方式可通过控制尿素的用量,调整尿素在溶液中释放出的OH-浓度, 在实现对薄膜形貌和厚度的控制,本实施方式制作得到氢氧化铟薄膜的厚度范围为4 30iim,同时,还可以通过控制回流时间来控制氢氧化铟薄膜的形貌和厚度,本实施方 式制作得到的薄膜的形貌既可以为棒状,也可以为块状,也可以是两者的混合状态。
具体实施方式
二本实施方式与具体实施方式
一不同的是将1.7 1.9g的尿素、 1.4 1.6g的硝酸铟和120 145mL的水均匀混合置于容器中。其它步骤及参数与具体 实施方式一相同。本实施方式制作得到氢氧化铟薄膜的厚度为0.8 42mm。
具体实施方式
三本实施方式与具体实施方式
一不同的是将1.8018g的尿素、 1.5278g的硝酸铟和140mL的水均匀混合置于容器中。其它步骤及参数与具体实施方式
一相同。 本实施方式制作得到氢氧化铟薄膜的厚度为19.3 ii m。
具体实施方式
四本实施方式与具体实施方式
一、二或三不同的是将容器放入 油浴锅回流装置中反应15 25h。其它步骤及参数与具体实施方式
一、二或三相同。
具体实施方式
五本实施方式与具体实施方式
一、二或三不同的是将容器放入 油浴锅回流装置中反应24h。其它步骤及参数与具体实施方式
一、二或三相同。
具体实施方式
六本实施方式与具体实施方式
四不同的是控制油浴锅回流装置 的温度为70 90°C。其它步骤及参数与具体实施方式
四相同。
具体实施方式
七本实施方式与具体实施方式
四不同的是控制油浴锅回流装置 的温度为7(TC。其它步骤及参数与具体实施方式
四相同。
具体实施方式
八本实施方式形貌厚度可控的氢氧化铟薄膜催化材料由以下方 法进行制备将7.2g的尿素、1.53g的硝酸铟和140mL的水均匀混合置于反应器中,然后 将玻璃板放入反应器中,再将反应器放入油浴锅中回流反应24h,控制油浴锅回流装置的 温度为7(TC,即实现了氢氧化铟薄膜催化材料的制备。
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本实施方式制备得到的氢氧化铟薄膜的XRD谱图如图l所示,XRD谱图中 所有峰的位置与氢氧化铟体心立方晶型的特征峰是一致的,XRD谱图中强而尖的衍射 峰说明样品已经被很好的结晶了。本实施方式制备得到的氢氧化铟薄膜的晶格常数是 0.7992nm,这与a = 0.7979nm(JCPDS85-1338)非常接近。本实施方式制备得到的氢氧 化铟薄膜的晶面指数为200,这与标准谱库(JCPDS)中的谱图基本一致,说明氢氧化铟沿 晶面指数为200处得到了很好的生长。 本实施方式制备得到的的氢氧化铟薄膜的SEM图如图2和图3所示,其中图2 为氢氧化铟薄膜横截面的SEM图,图3氢氧化铟薄膜表面的SEM图,从图2可以看出氢 氧化铟为棒状,与载体结合很紧密,本实施方式生成的薄膜与载体结合性好,本实施方 式制作得到氢氧化铟薄膜的厚度为23.1 ii m ;从图3可以看出本实施方式制备得到的的氢 氧化铟薄膜的以看出颗粒结构分布均匀。 从图2和图3可以看出本实施方式制备得到的的氢氧化铟薄膜的以看出颗粒结构 分布均匀,大小一致,氢氧化铟为棒状,与载体结合很紧密,本实施方式生成的薄膜与 载体结合性好。 采用气相光催化降解苯典型挥发性的有机污染物的方法检查氢氧化铟薄膜的光 催化活性和Ti02的光催化活性,本实施方式制作得到氢氧化铟薄膜与现有方法制作得到 的1102进行催化性能的比较,比较结果如图4所示,图4中表示1102,"-參-" 表示氢氧化铟薄膜,在254nm紫外光照射下,Ti02对苯的初始转化率约为17.6%,而氢 氧化铟薄膜对苯的初始转化率达到38.1%,说明氢氧化铟比二氧化钛催化活性高;Ti02 在180分钟时已经失去活性,1102表面由白色变成黄色,说明有有机物在表面残留;氢 氧化铟薄膜在催化降解达到240分钟仍具有催化活性,表明氢氧化铟薄膜不易失活,且 Ti02对苯的最终降解率为88%,氢氧化铟薄膜对苯的最终降解率高达94.7%。
具体实施方式
九本实施方式氢氧化铟薄膜催化材料由以下方法进行制备将 2g的尿素、lg的硝酸铟和150mL的水均匀混合置于容器中,然后将玻璃板放入容器中, 再将容器放入油浴锅回流装置中反应25h,控制油浴锅回流装置的温度为65t:,即实现 了氢氧化铟薄膜催化材料的制备。 本实施方式制备得到的的氢氧化铟薄膜的SEM图如图5和图6所示所示,其中 图5为氢氧化铟薄膜横截面的SEM图,图6氢氧化铟薄膜表面的SEM图,从图5和图 6可以看出氢氧化铟为块状,与载体结合很紧密,本实施方式生成的薄膜与载体结合性 好,本实施方式制作得到氢氧化铟薄膜的厚度为4.5ym,,本实施方式制备得到的的氢 氧化铟薄膜的以看出颗粒结构分布均匀。
具体实施方式
十本实施方式形貌厚度可控的氢氧化铟薄膜催化材料由以下方 法进行制备将0.5 8g的尿素、0.5 2g的硝酸铟和100 150mL的水均匀混合置于 反应器中,然后将玻璃板放入反应器中,再将反应器放入油浴锅中回流反应12 26h, 控制油浴锅回流装置的温度为60 IO(TC,即实现了氢氧化铟薄膜催化材料的制备。
本实施方式制备得到的的氢氧化铟薄膜表面的SEM图如图7所示,从图7可以 看出本实施方式制备得到的的氢氧化铟薄膜的以看出颗粒结构分布均匀,大小一致,氢 氧化铟以棒状和块状的混合形式存在。
权利要求
一种形貌厚度可控的氢氧化铟薄膜催化材料的制备方法,其特征在于氢氧化铟薄膜催化材料由以下方法进行制备将0.5~8g的尿素、0.5~2g的硝酸铟和100~150mL的水均匀混合置于反应器中,然后将玻璃板放入反应器中,再将反应器放入油浴锅中回流反应12~26h,控制油浴锅回流装置的温度为60~100℃,即实现了氢氧化铟薄膜催化材料的制备。
2. 根据权利要求1所述的一种形貌厚度可控的氢氧化铟薄膜催化材料的制备方法,其 特征在于将1.7 1.9g的尿素、1.4 1.6g的硝酸铟和120 145mL的水均匀混合置于容 器中。
3. 根据权利要求1所述的一种形貌厚度可控的氢氧化铟薄膜催化材料的制备方法,其 特征在于将1.8g的尿素、1.5g的硝酸铟和140mL的水均匀混合置于容器中。
4. 根据权利要求1、 2或3所述的一种形貌厚度可控的氢氧化铟薄膜催化材料的制备 方法,其特征在于将容器放入油浴锅回流装置中反应15 25h。
5. 根据权利要求1、 2或3所述的一种形貌厚度可控的氢氧化铟薄膜催化材料的制备 方法,其特征在于将容器放入油浴锅回流装置中反应24h。
6. 根据权利要求4所述的一种形貌厚度可控的氢氧化铟薄膜催化材料的制备方法,其 特征在于控制油浴锅回流装置的温度为70 90°C。
7. 根据权利要求4所述的一种形貌厚度可控的氢氧化铟薄膜催化材料的制备方法,其 特征在于控制油浴锅回流装置的温度为70°C。
全文摘要
一种形貌厚度可控的氢氧化铟薄膜催化材料的制备方法,它涉及一种催化材料的制备方法。本发明解决了现有的用于光催化氧化技术的半导体材料TiO2的制作方法复杂、制作得到半导体材料TiO2催化效率低及使用粉体的半导体材料容易造成二次污染的问题。方法将尿素、硝酸铟和水均匀混合置于反应器中,然后将玻璃板放入反应器中,再将反应器放入油浴锅回流反应即实现了氢氧化铟薄膜催化材料的制备。本发明的作方法简单,本发明方法制作得到的氢氧化铟薄膜催化效率高,本发明制作的氢氧化铟薄膜在使用过程中不产生二次污染,本发明制作得到的氢氧化铟薄膜应用范围广泛。
文档编号A62D3/00GK101690889SQ200910072939
公开日2010年4月7日 申请日期2009年9月21日 优先权日2009年9月21日
发明者仲鑫, 刘守新, 康振辉, 李长玉, 韩世岩 申请人:东北林业大学

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