CN101049574A - 具有荧光性质核壳结构光催化材料及其制备方法 - Google Patents
具有荧光性质核壳结构光催化材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101049574A CN101049574A CN 200710103141 CN200710103141A CN101049574A CN 101049574 A CN101049574 A CN 101049574A CN 200710103141 CN200710103141 CN 200710103141 CN 200710103141 A CN200710103141 A CN 200710103141A CN 101049574 A CN101049574 A CN 101049574A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- coo
- sio
- preparation
- nucleocapsid structure
- centrifugation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明属于催化材料及制备方法，具体涉及具有荧光性质核壳结构光催化材料及制备方法。该材料表达式为：SiO2@AxMy：RB，其中：0＜x≤2，0＜y≤3，A＝Ti，Fe，Zn，Pb，Ag；M＝O，S，RB为罗丹明。本发明选择价格低廉容易制备且粒径可控的球形SiO2做核，选择价格低廉的无机盐作主要原料，把染料罗丹明嵌入核壳的中间，使罗丹明既可以作为荧光标记，又可以作为防止微球团聚的表面活性剂。通过调控核的大小来控制壳镀层的厚度，得到具有荧光性质核壳结构光催化材料。本发明制备的球形核壳材料粒子大小均匀，单分散，粒子大小在300－900nm之间，工艺设备简单，原料易得。
Description
技术领域：
本发明属于具有荧光性质核壳结构光催化材料的制备方法
背景技术：
作为无机固体功能材料，光催化材料已经被广泛应用在催化污染物的降解、精细化学试剂的制备和能源的综合利用等各个领域，在国民经济和日常生活中起着不可替代的作用。随着社会的发展，人们对催化材料的催化活性、选择性以及制造成本等方面都提出了更高的要求，由于核壳材料具有比表面积大、形状规整、材料尺寸可控、性能稳定和产品易于回收再利用等诸多优点，因而在催化领域具有广阔的应用前景。而罗丹明类染料由于具有较强的荧光性质而被广泛应用于激光、荧光标记上，但是有机染料通常是光不稳定的而且容易发生光漂白现象。通过制备核壳结构的粒子，把染料嵌入其中使得外面有一层壳包覆是一种很好的保护方式。目前，实验室和工业上广泛采用水热法、微乳法和溶胶-凝胶法制备这类材料，这类方法具有设备简单，原料容易获得，纯度高、均匀性好、化学组成控制准确等优点，但水热法和溶胶-凝胶法的成本较高，所得到材料的团聚也比较严重。微乳法可以在粒子表面包裹一层表面活性剂分子，不易发生团聚。但这种方法需要消耗很多的表面活性剂和有机溶剂。所以，总的来看，单纯这些方法还不能满足工业生产对光催化材料的需求。
发明内容：
本发明的一个目的是提供具有荧光性质核壳结构光催化材料；另一个目的是提供一种制备具有荧光性质核壳结构光催化材料的方法
本发明的具有荧光性质核壳结构光催化材料的表达式为：SiO2@AxMy：RB其中：0＜x≤2，0＜y≤3，A＝Ti，Fe，Zn，Pb，Ag；M＝O，S，RB为罗丹明
本发明所使用的化合物原料为99.99％的TiCl4，K4Fe(CN)6，Zn(CH3COO)2，Pb(CH3COO)2，Ag(CH3COO)2，Zn(CH3COO)2；溶剂为水和乙醇；盐酸用于溶解上述金属化合物，罗丹明为分析纯；分析纯的正硅酸乙酯和氨水用于制备不同大小单分散的SiO2微球。
具有荧光性质核壳结构光催化材料的制备方法和条件如下：
(1)制备SiO2微球
无水乙醇、氨水和水加到一起搅拌均匀，在形成的混合溶液中加入正硅酸乙酯和乙醇的混合液，其中水、氨水、无水乙醇和正硅酸乙酯的体积比为1～3∶2～4∶8～15∶0.8～1.6，连续磁力搅拌4-8小时，然后把反应液离心分离，用蒸溜水洗涤再离心分离，反复操作三次，最后去除上层清液，50℃下真空干燥24小时，所得到的白色粉末即为单分散的SiO2粒子。
(2)制备具有荧光性质核壳结构光催化材料
在室温或加热条件下，将上述的一种金属化合物用一定浓度的HCl溶解，将步骤(1)制备的SiO2粉末超声分散到一定浓度的罗丹明乙醇溶液中，保持SiO2微球与金属离子的摩尔比为0.1～20∶1，把混合液室温或加热搅拌或水热处理4-18小时。离心分离，蒸馏水洗涤，重复离心分离、洗涤数次，产品在室温至50℃下真空干燥24小时，得到具有荧光性质核壳结构光催化材料。
本发明选择价格低廉、容易制备且粒径可控的球形SiO2微球作核，选择价格低廉的金属无机盐作为主要原料，选择罗丹明既可以作为防止微球团聚的表面活性剂，而且具有较强的荧光性质，又作为稳定剂使得粒子能够很好的包覆在模板表面。本发明得到的材料粒子大小均匀，单分散，粒子大小(560-900nm)可控，而且具有较强的荧光性质，便于检测，工艺设备简单。
具体实施方式：
实施例1
TiO2：RB核壳结构光催化材料的制备
先将20mL的无水乙醇、12mL氨水和5mL蒸馏水加入到100mL的反应瓶中搅拌均匀，再将4.02mL的正硅酸乙酯与30mL的无水乙醇的混合液加入其中，继续搅拌8小时，然后把反应液离心分离，倾出上清液后用蒸溜水洗涤再离心分离，重复三次，产物在50℃下真空干燥24小时，得到所需要的单分散SiO2微球。室温下，将单分散SiO2微球0.5g超声分散到0.005mol/L的RB乙醇溶液中，加入30ml含有2mol/L的HCl和TiCl4水溶液。搅拌下水浴加热5小时。离心分离、蒸馏水洗涤，重复数次，50℃下真空干燥24小时，即可得到SiO2@TiO2：RB核壳结构光催化材料。该材料粒子分散均匀，平均粒径560nm。光降解K2Cr2O7溶液的实验表明该材料具有非常好的光催化性质。
实施例2
Fe2O3：RB核壳结构光催化材料的制备
先将20mL的无水乙醇、12mL氨水和10mL蒸馏水加入反应瓶中搅拌均匀，再将4.02mL的正硅酸乙酯与30mL的无水乙醇的混合液加入其中，继续搅拌8小时，然后把反应液离心分离，倾出上清液后用蒸溜水洗涤再离心分离，重复三次，产物在50℃下真空干燥24小时，得到所需要的单分散SiO2微球。室温下，将单分散SiO2微球0.5g超声分散到1×10-3mol/L的RB水溶液中，再加入0.42g K4Fe(CN)6，0.78g的(NH4)2S2O8和0.22g的NaH2PO4，搅拌均匀。溶液随后密封在聚四氟乙烯的反应釜中，在180℃时水热处理8h，后处理过滤得到深红色的Fe2O3，用去离子水和乙醇洗涤多次，室温下真空干燥24h，即可得到SiO2@Fe2O3：RB核壳结构光催化材料。该材料粒子分散均匀，平均粒径420nm。光降解水杨酸溶液的实验表明该材料具有非常好的光催化性能。
实施例3
ZnO：RB核壳结构光催化材料的制备
先将28mL的无水乙醇、15mL氨水和10mL蒸馏水加入反应瓶中搅拌均匀，再将4.02mL的正硅酸乙酯与30mL的无水乙醇的混合液加入其中，继续搅拌6小时，然后把反应液离心分离，倾出上清液后用蒸溜水洗涤再离心分离，重复三次，产物在50℃下真空干燥24小时，得到所需要的单分散SiO2微球。室温下，将单分散SiO2微球0.25g超声分散到2×10-3mol/L的RB水溶液中，再加入0.55g Zn(CH3COO)2·2H2O和0.334mL乙二胺，继续搅拌后，在160℃下水热处理12h，将反应液冷却到室温。将产品收集起来并反复用蒸馏水和无水乙醇洗涤，然后在室温下真空干燥，最后得到淡黄色固体粉末，即可得到SiO2@ZnO：RB核壳结构光催化材料。该材料粒子分散均匀，平均粒径720nm。光降解水杨酸溶液的实验表明该材料具有非常好的光催化性能。
实施例4
ZnS：RB核壳结构光催化材料的制备
先将35mL的无水乙醇、20mL氨水和15mL蒸馏水加入反应瓶中搅拌均匀，再将5.84mL的正硅酸乙酯与40mL的无水乙醇的混合液加入其中，继续搅拌8小时，然后把反应液离心分离，倾出上清液后用蒸溜水洗涤再离心分离，重复三次，产物在50℃下真空干燥24小时，得到所需要的单分散SiO2微球。室温下，将单分散SiO2微球0.5g超声分散到1×10-3mol/L的RB水溶液中，再加入10mL 0.15mol·L-1乙二胺的水溶液，然后加入0.4mLCS2和5mL 0.1mol·L-1的醋酸锌溶液，继续搅拌4h，产物经过离心分离，蒸馏水、绝对乙醇洗涤，在室温下真空干燥为粉末，即可得到SiO2@ZnS：RB核壳结构光催化材料。该材料粒子分散均匀，平均粒径900nm。光降解甲基橙溶液的实验表明该材料具有非常好的光催化性能。
实施例5
AgS：RB核壳结构光催化材料的制备
先将30mL的无水乙醇、15mL氨水和15mL蒸馏水加入反应瓶中搅拌均匀，再将4.02mL的正硅酸乙酯与30mL的无水乙醇的混合液加入其中，继续搅拌6小时，然后把反应液离心分离，倾出上清液后用蒸溜水洗涤再离心分离，重复三次，产物在50℃下真空干燥24小时，得到所需要的单分散SiO2微球。室温下，将单分散SiO2微球0.5g超声分散到2×10-3mol/L的RB水溶液中，搅拌下加入5mL 0.14mol/L的醋酸银，然后再缓慢加入5mL0.60mol/L的硫代乙酰胺，混合物在室温下搅拌18h，颜色逐渐由无色变为棕黑色，显示AgS的生成。最终产物通过离心分离，去离子水洗涤几次后在40℃下真空干燥12h，即可得到SiO2@AgS：RB核壳结构光催化材料。该材料粒子分散均匀，平均粒径650nm。光降解甲基橙溶液的实验表明该材料具有非常好的光催化性能。
实施例6
PbS：RB核壳结构光催化材料的制备
先将20mL的无水乙醇、10mL氨水和5mL蒸馏水加入反应瓶中搅拌均匀，再将3.84mL的正硅酸乙酯与20mL的无水乙醇的混合液加入其中，继续搅拌4小时，然后把反应液离心分离，倾出上清液后用蒸溜水洗涤再离心分离，重复三次，产物在50℃下真空干燥24小时，得到所需要的单分散SiO2微球。室温下，将单分散SiO2微球0.5g超声分散到3×10-3mol/L的RB水溶液中，搅拌下加入5mL 0.16mol/L的醋酸铅，然后再缓慢加入5mL0.64mol/L的硫代乙酰胺，混合物在室温下搅拌18h，颜色逐渐由无色变为棕黑色，显示PbS的生成。最终产物通过离心分离，去离子水洗涤几次后在40℃下真空干燥12h，即可得到SiO2@PbS：RB核壳结构光催化材料。该材料粒子分散均匀，平均粒径650nm。光降解甲基橙溶液的实验表明该材料具有非常好的光催化性能。
Claims (2)
1、具有荧光性质核壳结构光催化材料，其特征是表达式为：SiO2@AxMy:RB其中：0＜x≤2，0＜y≤3，A＝Ti，Fe，Zn，Pb，Ag；M＝O，S，RB为罗丹明。
2、具有荧光性质核壳结构光催化材料的制备方法，其特征是所使用的化合物原料为99.99％的TiCl4，K4Fe(CN)6，Zn(CH3COO)2，Pb(CH3COO)2，Ag(CH3COO)2，Zn(CH3COO)2；溶剂为水和乙醇；盐酸用于溶解上述金属化合物，罗丹明为分析纯；分析纯的正硅酸乙酯和氨水用于制备不同大小单分散的SiO2微球。
其方法步骤及条件如下：
(1)制备SiO2微球
无水乙醇、氨水和水加到一起搅拌均匀，在形成的混合溶液中加入正硅酸乙酯和乙醇的混合液，其中水、氨水、无水乙醇和正硅酸乙酯的体积比为1～3∶2～4∶8～15∶0.8～1.6，连续磁力搅拌4-8小时，然后把反应液离心分离，用蒸溜水洗涤再离心分离，反复操作三次，最后去除上层清液，50℃下真空干燥24小时，所得到的白色粉末即为单分散的SiO2粒子；(2)制备具有荧光性质核壳结构光催化材料
在室温或加热条件下，将99.99％的TiCl4，K4Fe(CN)6，Zn(CH3COO)2，Pb(CH3COO)2，Ag(CH3COO)2，Zn(CH3COO)2中的一种金属化合物用一定浓度的HCl溶解，将步骤(1)制备的SiO2粉末超声分散到一定浓度的罗丹明乙醇溶液中，保持SiO2微球与金属离子的摩尔比为0.1～20∶1，把混合液室温或加热搅拌或水热处理4-18小时，离心分离，蒸馏水洗涤，重复离心分离、洗涤数次，产品在室温至50℃下真空干燥24小时，得到具有荧光性质核壳结构光催化材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200710103141 CN101049574A (zh) | 2007-04-26 | 2007-04-26 | 具有荧光性质核壳结构光催化材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200710103141 CN101049574A (zh) | 2007-04-26 | 2007-04-26 | 具有荧光性质核壳结构光催化材料及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101049574A true CN101049574A (zh) | 2007-10-10 |
Family
ID=38781295
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 200710103141 Pending CN101049574A (zh) | 2007-04-26 | 2007-04-26 | 具有荧光性质核壳结构光催化材料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101049574A (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102071016A (zh) * | 2011-01-11 | 2011-05-25 | 湖南信多利新材料有限公司 | 一种铝酸盐蓝色荧光粉及其制备方法 |
| CN102988058A (zh) * | 2011-09-16 | 2013-03-27 | 国家纳米科学中心 | 用于潜指纹显示的彩色二氧化硅纳米粒子及其制备方法 |
| CN104004511A (zh) * | 2014-04-30 | 2014-08-27 | 南方医科大学 | 一种罗丹明荧光纳米复合粒子及其制备方法和应用 |
| CN104946236A (zh) * | 2015-04-28 | 2015-09-30 | 上海大学 | 银石墨烯包覆二氧化硅复合上转换纳米晶及其制备方法 |
| CN111468139A (zh) * | 2020-06-10 | 2020-07-31 | 中南大学 | 一种核壳结构纳米球光催化材料及其制备方法与应用 |
| CN112121853A (zh) * | 2020-09-08 | 2020-12-25 | 重庆邮电大学 | 一种负载脯氨醇催化剂的介孔中空二氧化硅纳米球及其制备方法和应用 |
-
2007
- 2007-04-26 CN CN 200710103141 patent/CN101049574A/zh active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102071016A (zh) * | 2011-01-11 | 2011-05-25 | 湖南信多利新材料有限公司 | 一种铝酸盐蓝色荧光粉及其制备方法 |
| CN102988058A (zh) * | 2011-09-16 | 2013-03-27 | 国家纳米科学中心 | 用于潜指纹显示的彩色二氧化硅纳米粒子及其制备方法 |
| CN102988058B (zh) * | 2011-09-16 | 2015-05-13 | 国家纳米科学中心 | 用于潜指纹显示的彩色二氧化硅纳米粒子及其制备方法 |
| CN104004511A (zh) * | 2014-04-30 | 2014-08-27 | 南方医科大学 | 一种罗丹明荧光纳米复合粒子及其制备方法和应用 |
| CN104004511B (zh) * | 2014-04-30 | 2016-01-20 | 南方医科大学 | 一种罗丹明荧光纳米复合粒子及其制备方法和应用 |
| CN104946236A (zh) * | 2015-04-28 | 2015-09-30 | 上海大学 | 银石墨烯包覆二氧化硅复合上转换纳米晶及其制备方法 |
| CN111468139A (zh) * | 2020-06-10 | 2020-07-31 | 中南大学 | 一种核壳结构纳米球光催化材料及其制备方法与应用 |
| CN111468139B (zh) * | 2020-06-10 | 2021-08-24 | 中南大学 | 一种核壳结构纳米球光催化材料及其制备方法与应用 |
| CN112121853A (zh) * | 2020-09-08 | 2020-12-25 | 重庆邮电大学 | 一种负载脯氨醇催化剂的介孔中空二氧化硅纳米球及其制备方法和应用 |
| CN112121853B (zh) * | 2020-09-08 | 2023-03-28 | 重庆邮电大学 | 一种负载脯氨醇催化剂的介孔中空二氧化硅纳米球及其制备方法和应用 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101049574A (zh) | 具有荧光性质核壳结构光催化材料及其制备方法 | |
| Fei et al. | Hollow In 2 O 3@ ZnFe 2 O 4 heterojunctions for highly efficient photocatalytic degradation of tetracycline under visible light | |
| Zhang et al. | One-pot room temperature synthesis of Cu2O/Ag composite nanospheres with enhanced visible-light-driven photocatalytic performance | |
| CN102350499B (zh) | 一种Cu/Cu2O核壳复合微球的制备方法 | |
| CN102302933B (zh) | 磁性氧化物空心微球/二氧化钛复合光催化剂的制备方法 | |
| Chen et al. | Selective-synthesis of high-performance single-crystalline Sr2Nb2O7 nanoribbon and SrNb2O6 nanorod photocatalysts | |
| CN101806131B (zh) | 具有空气净化功能的墙纸和制备该墙纸的方法 | |
| Zhang et al. | Atmospheric self-induction synthesis and enhanced visible light photocatalytic performance of Fe3+ doped Ag-ZnO mesocrystals | |
| CN102886279B (zh) | 在纳米二氧化钛表面负载金属纳米粒子的制备方法 | |
| Chachvalvutikul et al. | Direct Z-scheme FeVO4/BiOCl heterojunction as a highly efficient visible-light-driven photocatalyst for photocatalytic dye degradation and Cr (VI) reduction | |
| CN102199004B (zh) | 表面定向生长二氧化钛纳米棒的空心玻璃微球的制备方法 | |
| CN105664935A (zh) | 一种三维有序介孔Au-TiO2/IO-SiO2薄膜可见光光催化剂及制备方法 | |
| CN1986724A (zh) | 表面包覆有TiO2纳米粒子的ZnO纳米线阵列的制备方法 | |
| CN104327574A (zh) | 一种微/纳米Cu2O/ZnO 复合材料及其制备方法与它的用途 | |
| Ma et al. | Self-assembled Co-doped β-Bi2O3 flower-like structure for enhanced photocatalytic antibacterial effect under visible light | |
| CN103272592B (zh) | 一维载银二氧化钛纳米棒光催化剂的制备方法 | |
| CN106861692A (zh) | 脱氧化物制备纳米多孔氧化物‑贵金属复合材料的方法 | |
| CN110013880A (zh) | 一种mil-101复合光催化材料、制备方法及应用 | |
| CN108262041A (zh) | 一种室温一锅制备高活性金/氧化锌复合纳米簇的方法 | |
| CN105817241B (zh) | 一种磷钨酸铜@二氧化钛核壳结构纳米材料的制备方法 | |
| CN1147543C (zh) | 用于有机物光催化分解的二氧化钛纳米涂料及其制备方法 | |
| Mao et al. | Homogenously rare-earth-ion-doped nanoceria synthesis in KOH-NaOH molten flux: characterization and photocatalytic property | |
| CN1692977A (zh) | 二氧化钛为基体的复合型光催化剂及其制备方法 | |
| Lai et al. | The ZnO–Au-Titanium oxide nanotubes (TiNTs) composites photocatalysts for CO2 reduction application | |
| CN1792425A (zh) | 核壳结构可见光催化活性的纳米复合材料的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |