光催化剂材料及其制备方法
光催化剂材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及光催化技术领域，尤其涉及一种在可见光催化下具有光催化活性的 CaFexIVxO4 (OH) 2光催化剂材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 当前，能源耗竭和环境污染等问题越来越突出，尤其是水资源及其污染问题日益 严峻，严重威胁着人类的健康和生存，从而引起世界各国的高度重视，并投入了大量的财力 和物力来治理水污染问题。然而，传统的水处理方法效率低，并存在着二次污染等问题，因 此污水治理一直未得到很好的解决。目前，随着科技水平的发展，光催化技术为解决这些问 题提供了一条绿色途径，纳米光催化剂在光催化领域显示出巨大潜力和长久的生命力。
[0003] 研宄表明，CaTi2O4 (OH)2其纳米结构、介孔和相变对光催化性能有着重要影响。但 CaTi2O4(OH)2可见光利用率较低、化学反应活性低，不利于氧化还原反应，从而大大降低了 光催化降解有机污染物的反应。如果能够对CaTi2O4(OH)2M料性能进行优化调控，拓展其 紫外可见光吸收，提高其光氧化和光还原的量子效率，将有助于CaTi2O4 (OH) 2材料应用的发 展，对于光催化水处理技术的应用和发展、以及水污染治理和环境保护均具有重要的实际 价值。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种CaFexTihO4(OH) 2I催化剂 材料，通过CaTi2O4(OH)2掺杂Fe离子以提高材料的光催化性能，有效提高光催化效率， 切实解决水污染和环境治理问题。本发明的另一目的在于提供上述CaFexTi2_x0 4(0H)2| 催化剂材料的制备方法，以便通过简单可行的工艺路线和低的生产成本获得性能优异的 CaFexTi2_x04 (OH) 2光催化剂材料，从而实现产业化规模生产，有利于促进光催化水处理技术 的应用和发展。
[0005] 本发明的目的通过以下技术方案予以实现：
[0006] 本发明提供的一种CaFexIVxO4(OH) 2光催化剂材料，其通式为CaFe xTi2_x04 (OH)2, 所述X为Fe的摩尔分数，X = 0. 01~0. 07。
[0007] 本发明的另一目的通过以下技术方案予以实现：
[0008] 本发明提供的上述CaFexTi2_x0 4(OH)2光催化剂材料的制备方法，包括以下步骤：
[0009] (1)将钛的化合物溶解于乙醇中，按照摩尔比所述钛的化合物：乙醇=I : 10~ 15,搅拌至均匀得到A液；
[0010] ⑵将钙的化合物、铁的化合物溶解于蒸馏水中，然后和乙醇混合，搅拌至均匀得 到B液；其中，按照摩尔比所述钙的化合物：蒸馏水：乙醇=1 : 50~400 : 3~10,铁 的化合物其掺杂量按照摩尔百分比为钙的化合物的1~7% ;
[0011] ⑶按照摩尔比钙的化合物：钛的化合物=1 : 1，将所述A液与B液混合，并加入 填充剂乙二醇，按照摩尔比蒸馏水：乙二醇=I : I. 1~2. 5 ;然后加入碱性溶液调节混合 溶液体系的pH = 6. 5,搅拌15~25min后放在水热釜中，在140~200°C下保温12~24h ; 反应产物用蒸馏水洗涤，即获得CaFexTi2_x04 (OH)2I催化剂材料。
[0012] 进一步地，本发明所述钛的化合物为钛酸丁酯、氯化钛或钛酸异丙酯。所述钙的化 合物为二水氯化钙、九水硝酸钙、五水氯化钙或氯化钙。所述铁的化合物为氯化铁或硝酸 铁。所述碱性溶液为浓度为3M/L的NaOH溶液或KOH溶液。
[0013] 本发明具有以下有益效果：
[0014] 本发明通过掺杂Fe离子以优化调控材料性能，制备出具有优异光催化性能的 CaFexTi2_x04 (OH) 2光催化剂材料，有效拓展了光催化材料的紫外可见光吸收，同时也有利于 光生电荷的分离；此外，该材料有着较多的孔隙结构，可以吸附染料，进一步提高了材料在 可见光下的光催化性能，在光催化领域具有很大的应用价值。本发明工艺路线简单可行，无 需模板或表面活性剂，无需特殊装置，反应过程易于控制，成本低廉，适宜于大规模工业化 生产，有利于促进光催化水处理技术的应用和发展。
【附图说明】
[0015] 下面将结合实施例和附图对本发明作进一步的详细描述：
[0016] 图1是本发明实施例0&?6!￡112_!￡0 4(0!1)2光催化剂材料的父射线衍射图谱（1、2、3、4 分别为本发明实施例一、二、三、四）；
[0017] 图2是本发明实施例一制备的CaFexTi2_x04(OH) 2光催化剂材料的扫描电镜照片；
[0018] 图3是本发明实施例一制备的CaFexIVxO4(OH)2光催化剂材料的透射电镜照片；
[0019] 图4是本发明实施例一制备的CaFexTihO4 (OH) 2光催化剂材料与未掺杂的 CaTi2O4(OH)2的吸收光谱图（1为本发明实施例一）；
[0020] 图5是本发明实施例CaFexTihO4 (OH)2光催化剂材料在可见光催化下的光降解率 (1、2、3、4分别为本发明实施例一、二、三、四）。
【具体实施方式】
[0021] 实施例一：
[0022] 本实施例一种CaFexTi2_x0 4 (OH) 2光催化剂材料的制备方法，其步骤如下：
[0023] (1)将钛酸丁酯溶解于乙醇中，按照摩尔比钛酸丁酯：乙醇=1 : 10,搅拌至均匀 得到A液；
[0024] (2)将二水氯化钙和氯氧化铁溶解于蒸馏水中，然后和乙醇混合，搅拌至均匀得到 B液；其中，按照摩尔比二水氯化钙：蒸馏水：乙醇=1 : 50 : 10,氯化铁的掺杂量按照摩 尔百分比为二水氯化钙的1% ;
[0025] (3)按照摩尔比二水氯化钙：钛酸丁酯=I : 1，将上述A液逐滴滴入B液中，并 加入填充剂乙二醇，按照摩尔比蒸馏水：乙二醇=I : I. 1 ;然后加入浓度为3M/L的NaOH 溶液调节混合溶液体系的pH = 6. 5,搅拌15min后放在水热釜中，在180°C下保温12h ;反 应产物用蒸馏水洗涤3次，即获得CaFetl.CllTiy9O 4 (OH)2I催化剂材料。
[0026] 实施例二：
[0027] 本实施例一种CaFexTi2_x0 4 (OH) 2光催化剂材料的制备方法，其步骤如下：
[0028] (1)将钛酸异丙酯溶解于乙醇中，按照摩尔比钛酸异丙酯：乙醇=1 : 15,搅拌至 均匀得到A液；
[0029] (2)将九水硝酸钙和氯化铁溶解于蒸馏水中，然后和乙醇混合，搅拌至均匀得到B 液；其中，按照摩尔比九水硝酸钙：蒸馏水：乙醇=1 : 400 : 5,氯化铁的掺杂量按照摩 尔百分比为 九水硝酸钙的3% ;
[0030] (3)按照摩尔比九水硝酸钙：钛酸异丙酯=1 : 1，将上述A液逐滴滴入B液中，并 加入填充剂乙二醇，按照摩尔比蒸馏水：乙二醇=1 : 2. 5 ;然后加入浓度为3M/L的NaOH 溶液调节混合溶液体系的pH = 6. 5,搅拌15min后放在水热釜中，在140°C下保温24h ;反 应产物用蒸馏水洗涤3次，即获得CaFetl.Cl3Tiy7O 4 (OH)2I催化剂材料。
[0031] 实施例三：
[0032] 本实施例一种CaFexTi2_x0 4 (OH) 2光催化剂材料的制备方法，其步骤如下：
[0033] (1)将氯化钛溶解于乙醇中，按照摩尔比氯化钛：乙醇=1 : 12,搅拌至均匀得到 A液；
[0034] (2)将五水氯化钙和氯化铁溶解于蒸馏水中，然后和乙醇混合，搅拌至均匀得到B 液；其中，按照摩尔比五水氯化钙：蒸馏水：乙醇=1 : 200 : 7,氯化铁的掺杂量按照摩 尔百分比为五水氯化钙的5% ;
[0035] (3)按照摩尔比五水氯化钙：氯化钛=1 : 1，将上述A液逐滴滴入B液中，并加 入填充剂乙二醇，按照摩尔比蒸馏水：乙二醇=1 : 2. 5 ;，然后加入浓度为3M/L的KOH溶 液调节混合溶液体系的pH = 6. 5,搅拌18min后放在水热釜中，在200°C下保温12h ;反应 产物用蒸馏水洗涤4次，即获得CaFetl.Cl5Tiy5O4 (OH)2I催化剂材料。
[0036] 实施例四：
[0037] 本实施例一种CaFexTi2_x0 4 (OH) 2光催化剂材料的制备方法，其步骤如下：
[0038] (1)将钛酸丁酯溶解于乙醇中，按照摩尔比钛酸丁酯：乙醇=1 : 10,搅拌至均匀 得到A液；
[0039] (2)将氯化钙和硝酸铁溶解于蒸馏水中，然后和乙醇混合，搅拌至均匀得到B液； 其中，按照摩尔比氯化钙：蒸馏水：乙醇=1 : 400 : 7,硝酸铁的掺杂量按照摩尔百分比 为氯化钙的7% ;
[0040] (3)按照摩尔比氯化钙：钛酸丁酯=I : 1，将上述A液逐滴滴入B液中，并加入 填充剂乙二醇，按照摩尔比蒸馏水：乙二醇=I : 1. 5 ;然后加入浓度为3M/L的KOH溶液 调节混合溶液体系的pH = 6. 5,搅拌15min后放在水热釜中，在180°C下保温24h ;反应产 物用蒸馏水洗涤6次，即获得CaFetl.Cl7Tiy3O4 (OH)2I催化剂材料。
[0041] 图1表明，本发明实施例制备的CaFexTihO4(OH)2光催化剂材料，其衍射峰与 CaTi2O4(OH)J^标准图谱一致，并未发现铁的化合物，说明Fe固溶到了 CaTi2O4(OH)Jg，形 成了纯CaFexIVxO4(OH)2。此外，材料具有较多的孔隙结构（见图2、图3)，可以吸附染料， 进一步提尚了材料在可见光下的光催化性能。
[0042] 如图4所示，本发明实施例一制备得到的CaFexIVxO 4(OH)2光催化剂材料，通过 CaFeJi2_x04 (OH)2的吸收边从紫外光向可见光谱移动，从而提高了其对可见光的吸收。
[0043] 光催化活性的测试：
[0044] 本发明实施例制备的CaFexIVxO4 (OH) 2光催化剂材料分解甲基橙溶液的光催化活 性。甲基橙溶液的光催化脱色反应表现为准一级动力学关系，其光降解率可表达为：
[0045]
[0046] 其中，Atl和A分别为光照时间为0和t时在466nm处的吸光度值，故测得的光降 解率W，其值越大，说明光催化性能越好。测试结果如图5所示，表明本发明实施例制得的 CaFexTi2_x04 (OH) 2光催化剂材料在可见光下具有优异的光催化活性。
【主权项】
1. 一种CaFexTi2_x04 (OH) 2光催化剂材料，其特征在于：所述材料其通式为 CaFexTi2_x04 (OH)2，所述X为Fe的摩尔分数，X= 0? 01 ~0? 07。2. 权利要求1所述CaFexTi2_x04(0H)2光催化剂材料的制备方法，其特征在于包括以下 步骤： (1) 将钛的化合物溶解于乙醇中，按照摩尔比所述钛的化合物：乙醇=1 : 10~15， 搅拌至均匀得到A液； (2) 将钙的化合物、铁的化合物溶解于蒸馏水中，然后和乙醇混合，搅拌至均匀得到B 液；其中，按照摩尔比所述钙的化合物：蒸馏水：乙醇=1 : 50~400 : 3~10,铁的化 合物其掺杂量按照摩尔百分比为钙的化合物的1~7% ; (3) 按照摩尔比钙的化合物：钛的化合物=1 : 1，将所述A液与B液混合，并加入填 充剂乙二醇，按照摩尔比蒸馏水：乙二醇=I:I. 1~2. 5 ;然后加入碱性溶液调节混合溶 液体系的pH= 6. 5,搅拌15~25min后放在水热釜中，在140~200°C下保温12~24h; 反应产物用蒸馏水洗涤，即获得CaFexTi2_x04 (011)2光催化剂材料。3. 根据权利要求2所述的CaFexTi2_x04 (OH) 2光催化剂材料的制备方法，其特征在于：所 述钛的化合物为钛酸丁酯、氯化钛或钛酸异丙酯。4. 根据权利要求2所述的CaFexTi2_x04 (OH) 2光催化剂材料的制备方法，其特征在于：所 述钙的化合物为二水氯化钙、九水硝酸钙、五水氯化钙或氯化钙。5. 根据权利要求2所述的CaFexTi2_x04 (OH) 2光催化剂材料的制备方法，其特征在于：所 述铁的化合物为氯化铁或硝酸铁。6. 根据权利要求2所述的CaFexTi2_x04 (OH) 2光催化剂材料的制备方法，其特征在于：所 述碱性溶液为浓度为3M/L的NaOH溶液或KOH溶液。
【专利摘要】本发明公开了一种CaFexTi2-xO4(OH)2光催化剂材料，其通式为CaFexTi2-xO4(OH)2，所述x为Fe的摩尔分数，x＝0.01～0.07。此外，还公开了上述CaFexTi2-xO4(OH)2光催化剂材料的制备方法。本发明采用简单可行的工艺路线和低的生产成本，通过CaTi2O4(OH)2掺杂Fe离子获得了性能优异的CaFexTi2-xO4(OH)2光催化剂材料，有效提高了光催化效率，切实解决了水污染和环境治理问题，并实现了产业化规模生产，有利于促进光催化水处理技术的应用和发展。
【IPC分类】C02F101/38, C02F1/30, B01J21/06, B01J23/78, C02F1/58, B01J35/10
【公开号】CN104888744
【申请号】CN201510274237
【发明人】董伟霞, 顾幸勇, 包启富, 罗婷, 陈馨, 赵高凌
【申请人】景德镇陶瓷学院
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月26日
【技术领域】
[0001] 本发明涉及光催化技术领域，尤其涉及一种在可见光催化下具有光催化活性的 CaFexIVxO4 (OH) 2光催化剂材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 当前，能源耗竭和环境污染等问题越来越突出，尤其是水资源及其污染问题日益 严峻，严重威胁着人类的健康和生存，从而引起世界各国的高度重视，并投入了大量的财力 和物力来治理水污染问题。然而，传统的水处理方法效率低，并存在着二次污染等问题，因 此污水治理一直未得到很好的解决。目前，随着科技水平的发展，光催化技术为解决这些问 题提供了一条绿色途径，纳米光催化剂在光催化领域显示出巨大潜力和长久的生命力。
[0003] 研宄表明，CaTi2O4 (OH)2其纳米结构、介孔和相变对光催化性能有着重要影响。但 CaTi2O4(OH)2可见光利用率较低、化学反应活性低，不利于氧化还原反应，从而大大降低了 光催化降解有机污染物的反应。如果能够对CaTi2O4(OH)2M料性能进行优化调控，拓展其 紫外可见光吸收，提高其光氧化和光还原的量子效率，将有助于CaTi2O4 (OH) 2材料应用的发 展，对于光催化水处理技术的应用和发展、以及水污染治理和环境保护均具有重要的实际 价值。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种CaFexTihO4(OH) 2I催化剂 材料，通过CaTi2O4(OH)2掺杂Fe离子以提高材料的光催化性能，有效提高光催化效率， 切实解决水污染和环境治理问题。本发明的另一目的在于提供上述CaFexTi2_x0 4(0H)2| 催化剂材料的制备方法，以便通过简单可行的工艺路线和低的生产成本获得性能优异的 CaFexTi2_x04 (OH) 2光催化剂材料，从而实现产业化规模生产，有利于促进光催化水处理技术 的应用和发展。
[0005] 本发明的目的通过以下技术方案予以实现：
[0006] 本发明提供的一种CaFexIVxO4(OH) 2光催化剂材料，其通式为CaFe xTi2_x04 (OH)2, 所述X为Fe的摩尔分数，X = 0. 01~0. 07。
[0007] 本发明的另一目的通过以下技术方案予以实现：
[0008] 本发明提供的上述CaFexTi2_x0 4(OH)2光催化剂材料的制备方法，包括以下步骤：
[0009] (1)将钛的化合物溶解于乙醇中，按照摩尔比所述钛的化合物：乙醇=I : 10~ 15,搅拌至均匀得到A液；
[0010] ⑵将钙的化合物、铁的化合物溶解于蒸馏水中，然后和乙醇混合，搅拌至均匀得 到B液；其中，按照摩尔比所述钙的化合物：蒸馏水：乙醇=1 : 50~400 : 3~10,铁 的化合物其掺杂量按照摩尔百分比为钙的化合物的1~7% ;
[0011] ⑶按照摩尔比钙的化合物：钛的化合物=1 : 1，将所述A液与B液混合，并加入 填充剂乙二醇，按照摩尔比蒸馏水：乙二醇=I : I. 1~2. 5 ;然后加入碱性溶液调节混合 溶液体系的pH = 6. 5,搅拌15~25min后放在水热釜中，在140~200°C下保温12~24h ; 反应产物用蒸馏水洗涤，即获得CaFexTi2_x04 (OH)2I催化剂材料。
[0012] 进一步地，本发明所述钛的化合物为钛酸丁酯、氯化钛或钛酸异丙酯。所述钙的化 合物为二水氯化钙、九水硝酸钙、五水氯化钙或氯化钙。所述铁的化合物为氯化铁或硝酸 铁。所述碱性溶液为浓度为3M/L的NaOH溶液或KOH溶液。
[0013] 本发明具有以下有益效果：
[0014] 本发明通过掺杂Fe离子以优化调控材料性能，制备出具有优异光催化性能的 CaFexTi2_x04 (OH) 2光催化剂材料，有效拓展了光催化材料的紫外可见光吸收，同时也有利于 光生电荷的分离；此外，该材料有着较多的孔隙结构，可以吸附染料，进一步提高了材料在 可见光下的光催化性能，在光催化领域具有很大的应用价值。本发明工艺路线简单可行，无 需模板或表面活性剂，无需特殊装置，反应过程易于控制，成本低廉，适宜于大规模工业化 生产，有利于促进光催化水处理技术的应用和发展。
【附图说明】
[0015] 下面将结合实施例和附图对本发明作进一步的详细描述：
[0016] 图1是本发明实施例0&?6!￡112_!￡0 4(0!1)2光催化剂材料的父射线衍射图谱（1、2、3、4 分别为本发明实施例一、二、三、四）；
[0017] 图2是本发明实施例一制备的CaFexTi2_x04(OH) 2光催化剂材料的扫描电镜照片；
[0018] 图3是本发明实施例一制备的CaFexIVxO4(OH)2光催化剂材料的透射电镜照片；
[0019] 图4是本发明实施例一制备的CaFexTihO4 (OH) 2光催化剂材料与未掺杂的 CaTi2O4(OH)2的吸收光谱图（1为本发明实施例一）；
[0020] 图5是本发明实施例CaFexTihO4 (OH)2光催化剂材料在可见光催化下的光降解率 (1、2、3、4分别为本发明实施例一、二、三、四）。
【具体实施方式】
[0021] 实施例一：
[0022] 本实施例一种CaFexTi2_x0 4 (OH) 2光催化剂材料的制备方法，其步骤如下：
[0023] (1)将钛酸丁酯溶解于乙醇中，按照摩尔比钛酸丁酯：乙醇=1 : 10,搅拌至均匀 得到A液；
[0024] (2)将二水氯化钙和氯氧化铁溶解于蒸馏水中，然后和乙醇混合，搅拌至均匀得到 B液；其中，按照摩尔比二水氯化钙：蒸馏水：乙醇=1 : 50 : 10,氯化铁的掺杂量按照摩 尔百分比为二水氯化钙的1% ;
[0025] (3)按照摩尔比二水氯化钙：钛酸丁酯=I : 1，将上述A液逐滴滴入B液中，并 加入填充剂乙二醇，按照摩尔比蒸馏水：乙二醇=I : I. 1 ;然后加入浓度为3M/L的NaOH 溶液调节混合溶液体系的pH = 6. 5,搅拌15min后放在水热釜中，在180°C下保温12h ;反 应产物用蒸馏水洗涤3次，即获得CaFetl.CllTiy9O 4 (OH)2I催化剂材料。
[0026] 实施例二：
[0027] 本实施例一种CaFexTi2_x0 4 (OH) 2光催化剂材料的制备方法，其步骤如下：
[0028] (1)将钛酸异丙酯溶解于乙醇中，按照摩尔比钛酸异丙酯：乙醇=1 : 15,搅拌至 均匀得到A液；
[0029] (2)将九水硝酸钙和氯化铁溶解于蒸馏水中，然后和乙醇混合，搅拌至均匀得到B 液；其中，按照摩尔比九水硝酸钙：蒸馏水：乙醇=1 : 400 : 5,氯化铁的掺杂量按照摩 尔百分比为 九水硝酸钙的3% ;
[0030] (3)按照摩尔比九水硝酸钙：钛酸异丙酯=1 : 1，将上述A液逐滴滴入B液中，并 加入填充剂乙二醇，按照摩尔比蒸馏水：乙二醇=1 : 2. 5 ;然后加入浓度为3M/L的NaOH 溶液调节混合溶液体系的pH = 6. 5,搅拌15min后放在水热釜中，在140°C下保温24h ;反 应产物用蒸馏水洗涤3次，即获得CaFetl.Cl3Tiy7O 4 (OH)2I催化剂材料。
[0031] 实施例三：
[0032] 本实施例一种CaFexTi2_x0 4 (OH) 2光催化剂材料的制备方法，其步骤如下：
[0033] (1)将氯化钛溶解于乙醇中，按照摩尔比氯化钛：乙醇=1 : 12,搅拌至均匀得到 A液；
[0034] (2)将五水氯化钙和氯化铁溶解于蒸馏水中，然后和乙醇混合，搅拌至均匀得到B 液；其中，按照摩尔比五水氯化钙：蒸馏水：乙醇=1 : 200 : 7,氯化铁的掺杂量按照摩 尔百分比为五水氯化钙的5% ;
[0035] (3)按照摩尔比五水氯化钙：氯化钛=1 : 1，将上述A液逐滴滴入B液中，并加 入填充剂乙二醇，按照摩尔比蒸馏水：乙二醇=1 : 2. 5 ;，然后加入浓度为3M/L的KOH溶 液调节混合溶液体系的pH = 6. 5,搅拌18min后放在水热釜中，在200°C下保温12h ;反应 产物用蒸馏水洗涤4次，即获得CaFetl.Cl5Tiy5O4 (OH)2I催化剂材料。
[0036] 实施例四：
[0037] 本实施例一种CaFexTi2_x0 4 (OH) 2光催化剂材料的制备方法，其步骤如下：
[0038] (1)将钛酸丁酯溶解于乙醇中，按照摩尔比钛酸丁酯：乙醇=1 : 10,搅拌至均匀 得到A液；
[0039] (2)将氯化钙和硝酸铁溶解于蒸馏水中，然后和乙醇混合，搅拌至均匀得到B液； 其中，按照摩尔比氯化钙：蒸馏水：乙醇=1 : 400 : 7,硝酸铁的掺杂量按照摩尔百分比 为氯化钙的7% ;
[0040] (3)按照摩尔比氯化钙：钛酸丁酯=I : 1，将上述A液逐滴滴入B液中，并加入 填充剂乙二醇，按照摩尔比蒸馏水：乙二醇=I : 1. 5 ;然后加入浓度为3M/L的KOH溶液 调节混合溶液体系的pH = 6. 5,搅拌15min后放在水热釜中，在180°C下保温24h ;反应产 物用蒸馏水洗涤6次，即获得CaFetl.Cl7Tiy3O4 (OH)2I催化剂材料。
[0041] 图1表明，本发明实施例制备的CaFexTihO4(OH)2光催化剂材料，其衍射峰与 CaTi2O4(OH)J^标准图谱一致，并未发现铁的化合物，说明Fe固溶到了 CaTi2O4(OH)Jg，形 成了纯CaFexIVxO4(OH)2。此外，材料具有较多的孔隙结构（见图2、图3)，可以吸附染料， 进一步提尚了材料在可见光下的光催化性能。
[0042] 如图4所示，本发明实施例一制备得到的CaFexIVxO 4(OH)2光催化剂材料，通过 CaFeJi2_x04 (OH)2的吸收边从紫外光向可见光谱移动，从而提高了其对可见光的吸收。
[0043] 光催化活性的测试：
[0044] 本发明实施例制备的CaFexIVxO4 (OH) 2光催化剂材料分解甲基橙溶液的光催化活 性。甲基橙溶液的光催化脱色反应表现为准一级动力学关系，其光降解率可表达为：
[0045]
[0046] 其中，Atl和A分别为光照时间为0和t时在466nm处的吸光度值，故测得的光降 解率W，其值越大，说明光催化性能越好。测试结果如图5所示，表明本发明实施例制得的 CaFexTi2_x04 (OH) 2光催化剂材料在可见光下具有优异的光催化活性。
【主权项】
1. 一种CaFexTi2_x04 (OH) 2光催化剂材料，其特征在于：所述材料其通式为 CaFexTi2_x04 (OH)2，所述X为Fe的摩尔分数，X= 0? 01 ~0? 07。2. 权利要求1所述CaFexTi2_x04(0H)2光催化剂材料的制备方法，其特征在于包括以下 步骤： (1) 将钛的化合物溶解于乙醇中，按照摩尔比所述钛的化合物：乙醇=1 : 10~15， 搅拌至均匀得到A液； (2) 将钙的化合物、铁的化合物溶解于蒸馏水中，然后和乙醇混合，搅拌至均匀得到B 液；其中，按照摩尔比所述钙的化合物：蒸馏水：乙醇=1 : 50~400 : 3~10,铁的化 合物其掺杂量按照摩尔百分比为钙的化合物的1~7% ; (3) 按照摩尔比钙的化合物：钛的化合物=1 : 1，将所述A液与B液混合，并加入填 充剂乙二醇，按照摩尔比蒸馏水：乙二醇=I:I. 1~2. 5 ;然后加入碱性溶液调节混合溶 液体系的pH= 6. 5,搅拌15~25min后放在水热釜中，在140~200°C下保温12~24h; 反应产物用蒸馏水洗涤，即获得CaFexTi2_x04 (011)2光催化剂材料。3. 根据权利要求2所述的CaFexTi2_x04 (OH) 2光催化剂材料的制备方法，其特征在于：所 述钛的化合物为钛酸丁酯、氯化钛或钛酸异丙酯。4. 根据权利要求2所述的CaFexTi2_x04 (OH) 2光催化剂材料的制备方法，其特征在于：所 述钙的化合物为二水氯化钙、九水硝酸钙、五水氯化钙或氯化钙。5. 根据权利要求2所述的CaFexTi2_x04 (OH) 2光催化剂材料的制备方法，其特征在于：所 述铁的化合物为氯化铁或硝酸铁。6. 根据权利要求2所述的CaFexTi2_x04 (OH) 2光催化剂材料的制备方法，其特征在于：所 述碱性溶液为浓度为3M/L的NaOH溶液或KOH溶液。
【专利摘要】本发明公开了一种CaFexTi2-xO4(OH)2光催化剂材料，其通式为CaFexTi2-xO4(OH)2，所述x为Fe的摩尔分数，x＝0.01～0.07。此外，还公开了上述CaFexTi2-xO4(OH)2光催化剂材料的制备方法。本发明采用简单可行的工艺路线和低的生产成本，通过CaTi2O4(OH)2掺杂Fe离子获得了性能优异的CaFexTi2-xO4(OH)2光催化剂材料，有效提高了光催化效率，切实解决了水污染和环境治理问题，并实现了产业化规模生产，有利于促进光催化水处理技术的应用和发展。
【IPC分类】C02F101/38, C02F1/30, B01J21/06, B01J23/78, C02F1/58, B01J35/10
【公开号】CN104888744
【申请号】CN201510274237
【发明人】董伟霞, 顾幸勇, 包启富, 罗婷, 陈馨, 赵高凌
【申请人】景德镇陶瓷学院
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月26日
最新回复(0)