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专利号: 2016101287633
申请人: 济宁学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 一般的物理或化学的方法或装置
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种多元素共掺杂纳米二氧化钛光催化材料,其特征在于,以改性沸石为载体,以摩尔分数计,氮的掺杂量为0.5-1%,镧的掺杂量为1-1.5%,钾的掺杂量为0.5-1%,锌的掺杂量为0.5-1%,铋的掺杂量为0.5-1%,铜的掺杂量为1.5-2%,改性沸石载体占催化剂的质量含量为40-60%;

所述改性沸石的制备过程包括:将天然沸石加入浓硝酸溶液中搅拌30-60min,过滤,干燥;将上述处理的沸石粉加入双氧水中搅拌30-60min,过滤,干燥;然后将经上述处理的沸石采用三段式梯度煅烧,具体煅烧操作为:(a)在450℃下进行煅烧30-60min;(b)以8-12℃/min的升温速率升温到750℃,并在该温度下保温煅烧30-60min; (c)以5-8℃/min的升温速率升温到1200℃,并在该温度下保温煅烧30-60min,煅烧结束后,自然冷却至室温,即得;

所述的多元素共掺杂纳米二氧化钛光催化材料的制备方法,包括将氮掺杂前驱体、镧掺杂前驱体、钾掺杂前驱体、锌掺杂前驱体、铋的前驱体和铜掺杂前驱体的无水乙醇溶液加入反应器中,用硝酸调整pH为1-3,搅匀;然后搅拌下滴加钛酸四丁酯的无水乙醇溶液,室温搅拌12-15小时进行水解,得到掺杂的二氧化钛溶胶;将改性沸石载体浸于掺杂的二氧化钛溶胶中50-60min,然后在120℃烘干10-12小时得到干凝胶;将所得干凝胶在炉内焙烧,以5-

8℃/min的升温速率从室温升至300℃,保持20-50min;然后以8-12℃/min的升温速率升温至600℃,保持2-3h;再以8-12℃/min的升温速率升温至850℃,保持2-3h;冷却至室温,得到氮、镧、铜、锌、铜共掺杂的纳米二氧化钛光催化剂。

2.权利要求1所述的多元素共掺杂纳米二氧化钛光催化材料,以改性沸石为载体,以摩尔分数计,氮的掺杂量为0.5%,镧的掺杂量为1%,钾的掺杂量为0.5%,锌的掺杂量为0.5%,铋的掺杂量为0.5%,铜的掺杂量为1.5%,改性沸石载体占催化剂的质量含量为40%。

3.权利要求1所述的多元素共掺杂纳米二氧化钛光催化材料,以改性沸石为载体,以摩尔分数计,氮的掺杂量为1%,镧的掺杂量为1.5%,钾的掺杂量为1%,锌的掺杂量为1%,铋的掺杂量为1%,铜的掺杂量为2%,改性沸石载体占催化剂的质量含量为60%。

4.权利要求1所述的多元素共掺杂纳米二氧化钛光催化材料,以改性沸石为载体,以摩尔分数计,氮的掺杂量为0.6%,镧的掺杂量为1.2%,钾的掺杂量为0.8%,锌的掺杂量为0.9%,铋的掺杂量为0.7%,铜的掺杂量为1.6%,改性沸石载体占催化剂的质量含量为50%。

5.权利要求1-4任一项所述的多元素共掺杂纳米二氧化钛光催化材料的制备方法,包括将氮掺杂前驱体、镧掺杂前驱体、钾掺杂前驱体、锌掺杂前驱体、铋的前驱体和铜掺杂前驱体的无水乙醇溶液加入反应器中,用硝酸调整pH为1-3,搅匀;然后搅拌下滴加钛酸四丁酯的无水乙醇溶液,室温搅拌12-15小时进行水解,得到掺杂的二氧化钛溶胶;将改性沸石载体浸于掺杂的二氧化钛溶胶中50-60min,然后在120℃烘干10-12小时得到干凝胶;将所得干凝胶在炉内焙烧,以5-8℃/min的升温速率从室温升至300℃,保持20-50min;然后以8-

12℃/min的升温速率升温至600℃,保持2-3h;再以8-12℃/min的升温速率升温至850℃,保持2-3h;冷却至室温,得到氮、镧、铜、锌、铜共掺杂的纳米二氧化钛光催化剂。

6.如权利要求5所述的多元素共掺杂纳米二氧化钛光催化材料的制备方法,其特征在于,所述氮掺杂前驱体是尿素,所述镧掺杂前驱体是硝酸镧,所述钾掺杂前驱体是硝酸钾,所述锌掺杂前驱体是硝酸锌,所述铋的前驱体为硝酸铋,所述铜掺杂前驱体是硝酸铜。

7.权利要求1-4任一项所述的多元素共掺杂纳米二氧化钛光催化材料的应用,其特征在于,应用于光催化去污领域。

8.权利要求1-4任一项所述的多元素共掺杂纳米二氧化钛光催化材料的应用,其特征在于,应用于有机染料降解。

9.权利要求1-4任一项所述的多元素共掺杂纳米二氧化钛光催化材料的应用,其特征在于,应用于有机染料氯酚、亚甲基蓝的降解。