CN102085482A - 一种p-CoO/n-CdS/TiO2复合半导体光催化剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种p-CoO/n-CdS/TiO2复合半导体光催化剂的制备方法,该方法首先以铵盐、镉盐、硫脲和去离子水为原料,依次经微波反应、超声分散、加热反应、洗涤、超声分散、过滤、干燥、焙烧和研磨等处理得到CdS固体粉末;其次,以CdS固体粉末、钴盐、氨水与去离子水为原料,依次经反应、超声分散、减压蒸馏、洗涤、超声分散、过滤、干燥、焙烧和研磨等处理得到p-CoO/n-CdS固体粉末;第三,以p-CoO/n-CdS固体粉末、钛酸四丁酯、无水乙醇、盐酸和去离子水为原料,依次经反应、超声分散、减压蒸馏、洗涤、超声分散、过滤、干燥、焙烧和研磨等处理得到p-CoO/n-CdS/TiO2复合半导体光催化剂,既可有效降低CdS的光腐蚀速度,又提高p-CoO/n-CdS/TiO2的光催化效率。该方法工艺简便,切实可行,利于推广。
Description
技术领域
本发明涉及一种p-CoO/n-CdS/TiO2复合半导体光催化剂的制备方法,属于光催化材料领域。
背景技术
随着能源危机和环境危机的日益加深,开发利用可再生能源成为全球共同关注的热点。太阳能是人类可利用的最丰富的能源,是取之不尽、用之不竭、无污染、廉价、全球各国均能够自由和平利用的能源,也是各种可再生能源如生物质能、风能、海洋能、水能等其它能源之本。为此,各国政府都十分重视太阳能的开发利用,太阳能的开发利用成为各国政府大力投入的热门研究领域。
光催化剂是一类开发利用太阳能必备的半导体材料。在过去的三十多年中,科学家们研究了许多半导体光催化剂的光催化性能,如TiO2、RuO2、ZnO、Fe2O3、CdS、SrTiO3、CoO/SrTiO3、NiO/SrTiO3和Sr3Ti2O7等。在众多的半导体光催化剂中,TiO2和CdS是备受关注的半导体光催化剂。
TiO2以稳定性高、耐光腐蚀、环境友好和应用成本低等特点成为最有应用前景的光催化剂之一。但由于TiO2的带隙高达3.2eV,只能吸收紫外光分解水制氢,不能将可见光转化为化学能,因此,单独使用TiO2作光催化剂时,利用太阳光催化分解水制氢无实际意义。
CdS作为一种窄带隙半导体材料,禁带宽度为2.4eV左右,能级与太阳光谱非常匹配,从能级考虑是一种非常理想的光催化剂。但大量已有的研究结果表明,单纯的CdS半导体作为光催化剂虽然有一定的光催化性能,由于禁带宽度窄,光照后产生的电子-空穴对容易复合,使其光催化效率低,且容易受到空穴的氧化发生光腐蚀作用,影响其使用寿命。由于CdS易发生光腐蚀反应,大大缩短了CdS的使用寿命,甚至失去光催化活性,从而限制了CdS的应用。为此,国内、外学者在CdS的改性方面进行了大量研究工作,以提高CdS的光催化效率,降低CdS的光腐蚀,延长CdS的使用寿命。目前,对CdS改性的方法主要有:①贵金属沉积;②与宽禁带半导体复合(如CdS与TiO2复合,CdS与ZnO复合);③载体负载(如CdS负载在SiO2上)等,但效果都不明显。
为降低CdS的光腐蚀作用,有效提高CdS的光催化效率,本发明用p型半导体CoO与n型半导体CdS和TiO2复合,制备了p-n复合半导体p-CoO/n-CdS/TiO2光催化剂。所制备的p-CoO/n-CdS/TiO2光催化剂在可见光辐射下,由p-CoO/n-CdS/TiO2复合半导体中的n型半导体CdS吸收可见光产生电子-空穴对,即CdS价带上的电子跃迁到导带,同时在CdS价带上留下空穴。由于p型半导体CoO是空穴传输半导体,因此,p-CoO/n-CdS/TiO2复合半导体中CdS价带上的空穴可传输到CoO上,使CdS有效避免了空穴的氧化,降低了CdS的光腐蚀作用;同时,CdS导带上的电子跃迁到TiO2导带,这有效提高了光生电子-空穴对的分离效率,从而有效提高了p-CoO/n-CdS/TiO2的光催化效率。
本发明通过p型半导体CoO与n型半导体CdS和TiO2的复合,可有效避免空穴对CdS的氧化,降低CdS的光腐蚀作用,也可使光生电子-空穴对得到更有效的分离,既延长了CdS的使用寿命,又提高了CdS的光催化效率。这一方法为延长CdS光催化剂的使用寿命,提高CdS的光催化效率,开辟了一条新途径,探索了一种新方法,具有重要的实际意义。
发明内容
本发明所述的一种p-CoO/n-CdS/TiO2复合半导体光催化剂的制备方法,提供一种既可延长CdS使用寿命,又可提高CdS光催化效率的新方法。
本发明所述的一种p-CoO/n-CdS/TiO2复合半导体光催化剂的制备方法,所制得的p-CoO/n-CdS/TiO2复合半导体光催化剂,在紫外光、可见光和太阳光为光源的条件下,可用于光催化降解有机污染物、光催化分解水制氢。
本发明所述的一种p-CoO/n-CdS/TiO2复合半导体光催化剂的制备方法,目的之一是降低CdS的光腐蚀作用,延长了CdS的使用寿命,其基本原理是制得的p-n复合半导体p-CoO/n-CdS/TiO2光催化剂在可见光照射下,由n型半导体CdS吸收可见光,CdS价带上的电子跃迁到CdS导带,同时在CdS价带上留下一个空穴,由于p型半导体CoO为空穴传输半导体,使CdS价带上的空穴传输到CoO颗粒上,降低了空穴对CdS的氧化作用,达到有效降低CdS光腐蚀作用的目的。
本发明所述的一种p-CoO/n-CdS/TiO2复合半导体光催化剂的制备方法,目的之二是通过p-CoO、n-CdS和TiO2三者复合,提高CdS的光催化效率,其基本原理是制得的p-n复合半导体p-CoO/n-CdS/TiO2光催化剂在可见光照射下,由其中的CdS吸收可见光,CdS价带上的电子跃迁到CdS导带,CdS导带上的电子再跃迁到TiO2导带,从而有效提高光生电子-空穴对的分离效率,达到有效提高CdS光催化效率的目的。
本发明所述的一种p-CoO/n-CdS/TiO2复合半导体光催化剂的制备方法,其特征在于采用如下技术方案和步骤进行制备:
1、CdS固体粉末的制备按照铵盐、镉盐、硫脲与去离子水的质量百分比为(0.001%~90%)∶(0.001%~70%)∶(0.001%~90%)∶(0.001%~90%)的比例,将铵盐、镉盐、硫脲与去离子水混合,在功率为30W~15KW的微波反应器中预反应0.1h~10h,再在频率为20KHZ~1MHZ、功率为30W~15KW的超声波分散下,于0℃~160℃反应0.1h~30h,然后过滤得到固体粉饼,固体粉饼加入其质量1~30倍的去离子水中,经洗涤、超声分散、过滤和干燥,如此重复三次后,固体粉饼再在氮气保护下200℃~250℃焙烧0.1h~10h,300℃~350℃下焙烧0.1h~10h,400℃~480℃下焙烧0.1h~10h,冷却后研磨得到CdS固体粉末;
2、p-CoO/n-CdS固体粉末的制备按照CdS固体粉末、钴盐、氨水与去离子水的质量百分比为(0.001%~90%)∶(0.001%~70%)∶(0.001%~90%)∶(0.001%~90%)的比例,将钴盐、氨水和去离子水混合反应制得钴氨络离子溶液,再加入CdS固体粉末,搅拌成悬浮液后,用频率为20KHZ~1MHZ、功率为30W~15KW的超声波分散器分散0.1h~10h,在50℃~100℃下减压蒸馏脱除水分和挥发性的氨,再在氮气保护下150℃~300℃热处理1h~10h,物料冷却后加入其质量1~30倍的去离子水中,经洗涤、超声分散、过滤和干燥,如此重复三次后,固体粉饼再在氮气保护下200℃~250℃焙烧0.1h~10h,300℃~350℃下焙烧0.1h~10h,550℃~600℃下焙烧0.1h~10h,冷却后研磨得到p-CoO/n-CdS固体粉末;
3、p-CoO/n-CdS/TiO2复合半导体光催化剂的制备按照p-CoO/n-CdS固体粉末、钛酸四丁酯、无水乙醇、盐酸和去离子水的质量百分比为(O.001%~90%)∶(0.001%~70%)∶(0.001%~99%)∶(0.001%~90%)∶(0.001%~90%)的比例,将钛酸四丁酯、无水乙醇、盐酸和去离子水混合后,0℃~100℃下搅拌反应1~30h,制得TiO2溶胶,再加入p-CoO/n-CdS固体粉末,搅拌成悬浮液后,用频率为20KHZ~1MHZ、功率为30W~15KW的超声波分散器分散0.1h~10h,再在50℃~100℃下减压蒸馏脱除溶剂,再在氮气保护下150℃~300℃热处理1h~10h,物料冷却后加入其质量1~30倍的去离子水中,经洗涤、超声分散、过滤和干燥,如此重复三次后,固体粉饼再在氮气保护下200℃~250℃焙烧0.1h~10h,300℃~350℃下焙烧0.1h~10h,450℃~500℃下焙烧0.1h~10h,冷却后研磨得到p-CoO/n-CdS/TiO2复合半导体光催化剂。
本发明所述的一种p-CoO/n-CdS/TiO2复合半导体光催化剂的制备方法,具有如下特点:
1、通过p型半导体CoO与n型半导体CdS和TiO2复合,制得p-n复合半导体p-CoO/n-CdS/TiO2光催化剂,使p-CoO/n-CdS/TiO2光催化剂在可见光照射下,由n型半导体CdS吸收可见光,CdS价带上的电子跃迁到CdS导带,在CdS价带上留下一个空穴,由于p型半导体CoO为空穴传输半导体,使CdS价带上的空穴传输到CoO颗粒上,降低了空穴对CdS的氧化作用,达到了有效降低CdS光腐蚀作用的目的;同时,CdS导带上的电子可迁移到TiO2的导带,也可有效提高光生电子-空穴对的分离效率,达到了有效提高p-CoO/n-CdS/TiO2光催化效率的目的;
2、在CdS固体粉末制备阶段,在反应物中加入铵盐可以有效阻止CdS颗粒的团聚,有利于降低CdS的颗粒粒径,增大CdS粉末的比表面积,提高p-CoO/n-CdS/TiO2的光催化效率;
3、在CdS固体粉末制备阶段,使用微波反应器进行了预反应;由于微波加热与传统加热方式完全不同,微波加热是使被加热物料本身成为发热体,不需要热传导的过程,因此,即使是热传导性较差的物料,也可在极短的时间内达到加热温度;而常规加热如火焰、热风、电热、蒸汽等,都是利用热传导的原理将热量从被加热物外部传入内部,逐步使物质中心温度升高,要使中心部位达到所需的温度,需要一定的时间,导热性较差的物质所需的时间就更长,会导致受热不均匀;因此,微波加热不仅加热速度快,而且无论物体各部位形状如何,微波加热均可使物体表里受热均匀,机热均匀性好;本发明使用超微反应器进行了预反应,目的在于使反应物料受热均匀,达到反应温度后,同时有大量CdS粒子生成,使得反应体系中生成的CdS粒子数量更多,有利于降低CdS的颗粒粒径,增大CdS粉末的比表面积,提高p-CoO/n-CdS/TiO2的光催化效率;
4、在CdS固体粉末产品制备阶段,在使用微波反应器进行了预反应后,紧接着在使用频率为2OKHZ~1MHZ、功率为3OW~15KW的超声波分散器分散的情况下反应,目的是减少预反应期间生成的CdS粒子发生团聚,有利于控制CdS的颗粒粒径,提高p-CoO/n-CdS/TiO2的光催化效率;
5、在CdS固体粉末产品制备阶段,采用不同温度下分阶段焙烧的方法,即在氮气保护下,200℃~250℃焙烧0.1~10h,300℃~350℃下焙烧0.1~10h,400℃~480℃下焙烧0.1~10h,目的是使CdS的结晶度提高,有利于提高p-CoO/n-CdS/TiO2的光催化效率;
6、在p-CoO/n-CdS固体粉末制备阶段,采用频率为20KHZ~1MHZ、功率为30W~15KW的超声波分散器处理0.1~10h,目的是使CdS分散均匀,并可脱除CdS粉末微孔中吸附的气体,有利于CoO均匀负载在CdS表面的同时,也能使CoO均匀负载到CdS的微孔中,提高p-CoO/n-CdS复合半导体中CoO分散的均匀性,提高p-CoO/n-CdS/TiO2的光催化效率;
7、在p-CoO/n-CdS固体粉末制备阶段,采用不同温度下分阶段焙烧的方法,即在氮气保护下,200℃~250℃焙烧0.1~10h,再在300℃~350℃下焙烧0.1~10h,然后在550℃~600℃下焙烧0.1~10h,目的是使CoO的结晶度提高,并使CoO与CdS结合得更紧密,有利于提高p-CoO/n-CdS/TiO2的光催化效率;
8、在p-CoO/n-CdS/TiO2复合半导体光催化剂制备阶段,采用频率为20KHZ~1MHZ、功率为30W~15KW的超声波分散器处理0.1~10h,目的是使TiO2溶胶分散均匀,并可脱除p-CoO/n-CdS固体粉末微孔中吸附的气体,有利于TiO2溶胶均匀负载在p-CoO/n-CdS固体粉末表面的同时,也能使TiO2溶胶均匀负载到p-CoO/n-CdS固体粉末的微孔中,提高p-CoO/n-CdS/TiO2复合半导体中TiO2分散的均匀性,提高p-CoO/n-CdS/TiO2的光催化效率;采用不同温度下分阶段焙烧的方法,在氮气保护下,200℃~250℃焙烧0.1~10h,300℃~350℃下焙烧0.1~10h,450℃~500℃下焙烧0.1~10h,目的是使TiO2的结晶度提高,有利于提高p-CoO/n-CdS/TiO2的光催化效率。
本发明所述的一种p-CoO/n-CdS/TiO2复合半导体光催化剂的制备方法,反应所用的铵盐是无水硫酸铵、无水硝酸铵、无水氯化铵、无水溴化铵、无水乙酸铵、无水甲酸铵、结晶硫酸铵、结晶硝酸铵、结晶氯化铵、结晶溴化铵、结晶乙酸铵、结晶甲酸铵、三甲胺硫酸盐、三甲胺硝酸盐、三甲胺盐酸盐、三甲胺氢溴酸盐、三甲胺乙酸盐、三甲胺甲酸盐、二甲胺硫酸盐、二甲胺硝酸盐、二甲胺盐酸盐、二甲胺氢溴酸盐、二甲胺乙酸盐、二甲胺甲酸盐、一甲胺硫酸盐、一甲胺硝酸盐、一甲胺盐酸盐、一甲胺氢溴酸盐、一甲胺乙酸盐、一甲胺甲酸盐、三乙胺硫酸盐、三乙胺硝酸盐、三乙胺盐酸盐、三乙胺氢溴酸盐、三乙胺乙酸盐、三乙胺甲酸盐、二乙胺硫酸盐、二乙胺硝酸盐、二乙胺盐酸盐、二乙胺氢溴酸盐、二乙胺乙酸盐、二乙胺甲酸盐、一乙胺硫酸盐、一乙胺硝酸盐、一乙胺盐酸盐、一乙胺氢溴酸盐、一乙胺乙酸盐、一乙胺甲酸盐、三乙醇胺硫酸盐、三乙醇胺硝酸盐、三乙醇胺盐酸盐、三乙醇胺氢溴酸盐、三乙醇胺乙酸盐、三乙醇胺甲酸盐、二乙醇胺硫酸盐、二乙醇胺硝酸盐、二乙醇胺盐酸盐、二乙醇胺氢溴酸盐、二乙醇胺乙酸盐、二乙醇胺甲酸盐、一乙醇胺硫酸盐、一乙醇胺硝酸盐、一乙醇胺盐酸盐、一乙醇胺氢溴酸盐、一乙醇胺乙酸盐、一乙醇胺甲酸盐中的任一种或多种。
本发明所述的一种p-CoO/n-CdS/TiO2复合半导体光催化剂的制备方法,反应所用的镉盐是无水硫酸镉、无水硝酸镉、无水氯化镉、无水溴化镉、无水甲酸镉、无水乙酸镉、无水酒石酸镉、无水柠檬酸镉、结晶硫酸镉、结晶硝酸镉、结晶氯化镉、结晶溴化镉、结晶甲酸镉、结晶乙酸镉、结晶酒石酸镉、结晶柠檬酸镉中的任一种或多种。
本发明所述的一种p-CoO/n-CdS/TiO2复合半导体光催化剂的制备方法,反应所用的钴盐是无水硫酸钴、无水硝酸钴、无水氯化钴、无水溴化钴、无水甲酸钴、无水乙酸钴、无水酒石酸钴、无水柠檬酸钴、结晶硫酸钴、结晶硝酸钴、结晶氯化钴、结晶溴化钴、结晶甲酸钴、结晶乙酸钴、结晶酒石酸钴、结晶柠檬酸钴中的任一种或多种。
本发明所述的一种p-CoO/n-CdS/TiO2复合半导体光催化剂的制备方法,按钛酸四丁酯、无水乙醇、盐酸和去离子水的质量百分比为(0.001%~70%)∶(0.001%~99%)∶(0.001%~90%)∶(O.001%~90%)的比例,将钛酸四丁酯、无水乙醇、盐酸和去离子水混合后,0℃~100℃下搅拌反应1~30h,制得的TiO2溶胶,其中,TiO2的质量百分比浓度为0.001%~60%。
本发明所述的一种p-CoO/n-CdS/TiO2复合半导体光催化剂的制备方法,反应所用的微波反应器的功率为30W~15KW。
本发明所述的一种p-CoO/n-CdS/TiO2复合半导体光催化剂的制备方法,光催化剂的制备过程中所用的超声波分散器的频率为20KHZ~1MHZ、功率为30W~15KW。
具体实施方式
下面是本发明所述的一种p-CoO/n-CdS/TiO2复合半导体光催化剂的制备方法的非限定性实例。这些实例的给出仅仅是为了说明的目的,并不能理解为对本发明的限定。因为在不脱离本发明的精神和范围的基础上,可以对本发明进行许多变换。在这些实施例中,除非特别说明,所有的百分比都是指质量百分比。
实施例1
CdS固体粉末的制备:
无水硫酸铵: 30%
无水硫酸镉: 12%
硫脲: 6%
去离子水: 52%
CdS固体粉末的制备:按照上述质量百分比,将无水硫酸铵、无水硫酸镉、硫脲与去离子水混合,在设置功率为100W的微波反应器中预反应2h,再在频率为30KHZ、功率为1000W的超声波分散下,于80℃反应8h,然后过滤得到固体粉饼,固体粉饼加入其质量15倍的去离子水中,经洗涤、超声分散、过滤和干燥,如此重复三次后,固体粉饼再在氮气保护下200℃焙烧4h,350℃下焙烧4h,450℃下焙烧8h,冷却后研磨得到CdS固体粉末;
p-CoO/n-CdS的制备:
CdS固体粉末: 24%
四水醋酸钴: 0.8%
25%氨水: 5%
去离子水: 70.2%
p-CoO/n-CdS的制备:按照上述质量百分比,将四水醋酸钴、25%氨水与去离子水混合反应制得钴氨络离子溶液,再加入CdS固体粉末,搅拌成悬浮液后,用频率为30KHZ、功率为1000W的超声波分散器分散0.5h,在80℃下减压蒸馏脱除水分和挥发性的氨,再在氮气保护下200℃热处理2h,物料冷却后加入其质量15倍的去离子水中,经洗涤、超声分散、过滤和干燥,如此重复三次后,固体粉饼再在氮气保护下250℃焙烧4h,350℃下焙烧4h,550℃下焙烧8h,冷却后研磨得到p-CoO/n-CdS固体粉末;
p-CoO/n-CdS/TiO2复合半导体光催化剂的制备:
p-CoO/n-CdS固体粉末: 8%
钛酸四丁酯: 9%
无水乙醇: 73%
盐酸: 5%
去离子水: 5%
p-CoO/n-CdS/TiO2复合半导体光催化剂的制备:按照上述质量百分比,将钛酸四丁酯、无水乙醇、盐酸和去离子水混合后,30℃下搅拌反应24h,制得TiO2溶胶,再加入p-CoO/n-CdS固体粉末,搅拌成悬浮液后,用频率为30KHZ、功率为1000W的超声波分散器分散0.5h,再在85℃下减压蒸馏脱除溶剂,再在氮气保护下150℃热处理3h,物料冷却后加入其质量15倍的去离子水中,经洗涤、超声分散、过滤和干燥,如此重复三次后,固体粉饼再在氮气保护下200℃焙烧4h,350℃下焙烧4h,480℃下焙烧8h,冷却后研磨得到p-CoO/n-CdS/TiO2复合半导体光催化剂。
实施例2
CdS固体粉末的制备:
无水氯化铵: 32%
四水硝酸镉: 14%
硫脲: 7%
去离子水: 47%
CdS固体粉末的制备:按照上述质量百分比,将无水硫酸铵、无水硫酸镉、硫脲与去离子水混合,在设置功率为100W的微波反应器中预反应2h,再在频率为30KHZ、功率为1000W的超声波分散下,于80℃反应8h,然后过滤得到固体粉饼,固体粉饼加入其质量15倍的去离子水中,经洗涤、超声分散、过滤和干燥,如此重复三次后,固体粉饼再在氮气保护下200℃焙烧4h,350℃下焙烧4h,450℃下焙烧8h,冷却后研磨得到CdS固体粉末;
p-CoO/n-CdS的制备:
CdS固体粉末: 19%
无水硫酸钴: 2.5%
25%氨水: 21.5%
去离子水: 57%
p-CoO/n-CdS的制备:按照上述质量百分比,将四水醋酸钴、25%氨水与去离子水混合反应制得钴氨络离子溶液,再加入CdS固体粉末,搅拌成悬浮液后,用频率为30KHZ、功率为1000W的超声波分散器分散0.5h,在80℃下减压蒸馏脱除水分和挥发性的氨,再在氮气保护下200℃热处理2h,物料冷却后加入其质量15倍的去离子水中,经洗涤、超声分散、过滤和干燥,如此重复三次后,固体粉饼再在氮气保护下250℃焙烧4h,350℃下焙烧4h,550℃下焙烧8h,冷却后研磨得到p-CoO/n-CdS固体粉末;
p-CoO/n-CdS/TiO2复合半导体光催化剂的制备:
p-CoO/n-CdS固体粉末: 10%
钛酸四丁酯: 7.5%
无水乙醇: 72.5%
盐酸: 6%
去离子水: 4%
p-CoO/n-CdS/TiO2复合半导体光催化剂的制备:按照上述质量百分比,将钛酸四丁酯、无水乙醇、盐酸和去离子水混合后,30℃下搅拌反应24h,制得TiO2溶胶,再加入p-CoO/n-CdS固体粉末,搅拌成悬浮液后,用频率为30KHZ、功率为1000W的超声波分散器分散0.5h,再在85℃下减压蒸馏脱除溶剂,再在氮气保护下150℃热处理3h,物料冷却后加入其质量15倍的去离子水中,经洗涤、超声分散、过滤和干燥,如此重复三次后,固体粉饼再在氮气保护下200℃焙烧4h,350℃下焙烧4h,480℃下焙烧8h,冷却后研磨得到p-CoO/n-CdS/TiO2复合半导体光催化剂。
实施例3
CdS固体粉末的制备:
三甲胺硫酸盐: 10%
无水氯化镉: 10%
硫脲: 12%
去离子水: 68%
CdS固体粉末的制备:按照上述质量百分比,将无水硫酸铵、无水硫酸镉、硫脲与去离子水混合,在设置功率为100W的微波反应器中预反应2h,再在频率为30KHZ、功率为1000W的超声波分散下,于80℃反应8h,然后过滤得到固体粉饼,固体粉饼加入其质量15倍的去离子水中,经洗涤、超声分散、过滤和干燥,如此重复三次后,固体粉饼再在氮气保护下200℃焙烧4h,350℃下焙烧4h,450℃下焙烧8h,冷却后研磨得到CdS固体粉末;
p-CoO/n-CdS的制备:
CdS固体粉末: 15%
无水氯化钴: 3%
25%氨水: 15%
去离子水: 67%
p-CoO/n-CdS的制备:按照上述质量百分比,将四水醋酸钴、25%氨水与去离子水混合反应制得钴氨络离子溶液,再加入CdS固体粉末,搅拌成悬浮液后,用频率为30KHZ、功率为1000W的超声波分散器分散0.5h,在80℃下减压蒸馏脱除水分和挥发性的氨,再在氮气保护下200℃热处理2h,物料冷却后加入其质量15倍的去离子水中,经洗涤、超声分散、过滤和干燥,如此重复三次后,固体粉饼再在氮气保护下250℃焙烧4h,350℃下焙烧4h,550℃下焙烧8h,冷却后研磨得到p-CoO/n-CdS固体粉末;
p-CoO/n-CdS/TiO2复合半导体光催化剂的制备:
p-CoO/n-CdS固体粉末: 12%
钛酸四丁酯: 9%
无水乙醇: 68%
盐酸: 5%
去离子水: 6%
p-CoO/n-CdS/TiO2复合半导体光催化剂的制备:按照上述质量百分比,将钛酸四丁酯、无水乙醇、盐酸和去离子水混合后,30℃下搅拌反应24h,制得TiO2溶胶,再加入p-CoO/n-CdS固体粉末,搅拌成悬浮液后,用频率为30KHZ、功率为1000W的超声波分散器分散0.5h,再在85℃下减压蒸馏脱除溶剂,再在氮气保护下150℃热处理3h,物料冷却后加入其质量15倍的去离子水中,经洗涤、超声分散、过滤和干燥,如此重复三次后,固体粉饼再在氮气保护下200℃焙烧4h,350℃下焙烧4h,480℃下焙烧8h,冷却后研磨得到p-CoO/n-CdS/TiO2复合半导体光催化剂。
实施例4
CdS固体粉末的制备:
三乙胺硝酸盐: 21%
无水溴化镉: 12%
硫脲: 6%
去离子水: 61%
CdS固体粉末的制备:按照上述质量百分比,将无水硫酸铵、无水硫酸镉、硫脲与去离子水混合,在设置功率为100W的微波反应器中预反应2h,再在频率为30KHZ、功率为1000W的超声波分散下,于80℃反应8h,然后过滤得到固体粉饼,固体粉饼加入其质量15倍的去离子水中,经洗涤、超声分散、过滤和干燥,如此重复三次后,固体粉饼再在氮气保护下200℃焙烧4h,350℃下焙烧4h,450℃下焙烧8h,冷却后研磨得到CdS固体粉末;
p-CoO/n-CdS的制备:
CdS固体粉末: 9%
六水硝酸钴: 2%
25%氨水: 12%
去离子水: 77%
p-CoO/n-CdS的制备:按照上述质量百分比,将四水醋酸钴、25%氨水与去离子水混合反应制得钴氨络离子溶液,再加入CdS固体粉末,搅拌成悬浮液后,用频率为30KHZ、功率为1000W的超声波分散器分散0.5h,在80℃下减压蒸馏脱除水分和挥发性的氨,再在氮气保护下200℃热处理2h,物料冷却后加入其质量15倍的去离子水中,经洗涤、超声分散、过滤和干燥,如此重复三次后,固体粉饼再在氮气保护下250℃焙烧4h,350℃下焙烧4h,550℃下焙烧8h,冷却后研磨得到p-CoO/n-CdS固体粉末;
p-CoO/n-CdS/TiO2复合半导体光催化剂的制备:
p-CoO/n-CdS固体粉末: 15%
钛酸四丁酯: 10%
无水乙醇: 62%
盐酸: 10%
去离子水: 3%
p-CoO/n-CdS/TiO2复合半导体光催化剂的制备:按照上述质量百分比,将钛酸四丁酯、无水乙醇、盐酸和去离子水混合后,30℃下搅拌反应24h,制得TiO2溶胶,再加入p-CoO/n-CdS固体粉末,搅拌成悬浮液后,用频率为30KHZ、功率为1000W的超声波分散器分散0.5h,再在85℃下减压蒸馏脱除溶剂,再在氮气保护下150℃热处理3h,物料冷去后加入其质量15倍的去离子水中,经洗涤、超声分散、过滤和干燥,如此重复三次后,固体粉饼再在氮气保护下200℃焙烧4h,350℃下焙烧4h,480℃下焙烧8h,冷却后研磨得到p-CoO/n-CdS/TiO2复合半导体光催化剂。
实施例5
CdS固体粉末的制备:
无水硫酸铵: 8%
无水氯化铵: 9%
二水甲酸镉: 15%
硫脲: 6%
去离子水: 62%
CdS固体粉末的制备:按照上述质量百分比,将无水硫酸铵、无水硫酸镉、硫脲与去离子水混合,在设置功率为100W的微波反应器中预反应2h,再在频率为30KHZ、功率为1000W的超声波分散下,于80℃反应8h,然后过滤得到固体粉饼,固体粉饼加入其质量15倍的去离子水中,经洗涤、超声分散、过滤和干燥,如此重复三次后,固体粉饼再在氮气保护下200℃焙烧4h,350℃下焙烧4h,450℃下焙烧8h,冷却后研磨得到CdS固体粉末;
p-CoO/n-CdS的制备:
CdS固体粉末: 12%
四水醋酸钴: 6%
25%氨水: 15%
去离子水: 67%
p-CoO/n-CdS的制备:按照上述质量百分比,将四水醋酸钴、25%氨水与去离子水混合反应制得钴氨络离子溶液,再加入CdS固体粉末,搅拌成悬浮液后,用频率为30KHZ、功率为1000W的超声波分散器分散0.5h,在80℃下减压蒸馏脱除水分和挥发性的氨,再在氮气保护下200℃热处理2h,物料冷却后加入其质量15倍的去离子水中,经洗涤、超声分散、过滤和干燥,如此重复三次后,固体粉饼再在氮气保护下250℃焙烧4h,350℃下焙烧4h,550℃下焙烧8h,冷却后研磨得到p-CoO/n-CdS固体粉末;
p-CoO/n-CdS/TiO2复合半导体光催化剂的制备:
p-CoO/n-CdS固体粉末: 13%
钛酸四丁酯: 8%
无水乙醇: 68%
盐酸: 7%
去离子水: 4%
p-CoO/n-CdS/TiO2复合半导体光催化剂的制备:按照上述质量百分比,将钛酸四丁酯、无水乙醇、盐酸和去离子水混合后,30℃下搅拌反应24h,制得TiO2溶胶,再加入p-CoO/n-CdS固体粉末,搅拌成悬浮液后,用频率为30KHZ、功率为1000W的超声波分散器分散0.5h,再在85℃下减压蒸馏脱除溶剂,再在氮气保护下150℃热处理3h,物料冷却后加入其质量15倍的去离子水中,经洗涤、超声分散、过滤和干燥,如此重复三次后,固体粉饼再在氮气保护下200℃焙烧4h,350℃下焙烧4h,480℃下焙烧8h,冷却后研磨得到p-CoO/n-CdS/TiO2复合半导体光催化剂。
实施例6
CdS固体粉末的制备:
二乙胺盐酸盐: 7%
无水氯化铵 17%
二水乙酸镉: 5%
四水硝酸镉: 8%
硫脲: 7%
去离子水: 56%
CdS固体粉末的制备:按照上述质量百分比,将无水硫酸铵、无水硫酸镉、硫脲与去离子水混合,在设置功率为100W的微波反应器中预反应2h,再在频率为30KHZ、功率为1000W的超声波分散下,于80℃反应8h,然后过滤得到固体粉饼,固体粉饼加入其质量15倍的去离子水中,经洗涤、超声分散、过滤和干燥,如此重复三次后,固体粉饼再在氮气保护下200℃焙烧4h,350℃下焙烧4h,450℃下焙烧8h,冷却后研磨得到CdS固体粉末;
p-CoO/n-CdS的制备:
CdS固体粉末: 14%
无水氯化钴: 3.5%
25%氨水: 16.5%
去离子水: 66%
p-CoO/n-CdS的制备:按照上述质量百分比,将四水醋酸钴、25%氨水与去离子水混合反应制得钴氨络离子溶液,再加入CdS固体粉末,搅拌成悬浮液后,用频率为30KHZ、功率为1000W的超声波分散器分散0.5h,在80℃下减压蒸馏脱除水分和挥发性的氨,再在氮气保护下200℃热处理2h,物料冷却后加入其质量15倍的去离子水中,经洗涤、超声分散、过滤和干燥,如此重复三次后,固体粉饼再在氮气保护下250℃焙烧4h,350℃下焙烧4h,550℃下焙烧8h,冷却后研磨得到p-CoO/n-CdS固体粉末;
p-CoO/n-CdS/TiO2复合半导体光催化剂的制备:
p-CoO/n-CdS固体粉末: 20%
钛酸四丁酯: 11%
无水乙醇: 57%
盐酸: 8%
去离子水: 4%
p-CoO/n-CdS/TiO2复合半导体光催化剂的制备:按照上述质量百分比,将钛酸四丁酯、无水乙醇、盐酸和去离子水混合后,30℃下搅拌反应24h,制得TiO2溶胶,再加入p-CoO/n-CdS固体粉末,搅拌成悬浮液后,用频率为30KHZ、功率为1000W的超声波分散器分散0.5h,再在85℃下减压蒸馏脱除溶剂,再在氮气保护下150℃热处理3h,物料冷却后加入其质量15倍的去离子水中,经洗涤、超声分散、过滤和干燥,如此重复三次后,固体粉饼再在氮气保护下200℃焙烧4h,350℃下焙烧4h,480℃下焙烧8h,冷却后研磨得到p-CoO/n-CdS/TiO2复合半导体光催化剂。
实施例7
CdS固体粉末的制备:
二甲按硫酸盐: 20%
无水酒石酸镉: 14%
硫脲: 7%
去离子水: 59%
CdS固体粉末的制备:按照上述质量百分比,将无水硫酸铵、无水硫酸镉、硫脲与去离子水混合,在设置功率为100W的微波反应器中预反应2h,再在频率为30KHZ、功率为1000W的超声波分散下,于80℃反应8h,然后过滤得到固体粉饼,固体粉饼加入其质量15倍的去离子水中,经洗涤、超声分散、过滤和干燥,如此重复三次后,固体粉饼再在氮气保护下200℃焙烧4h,350℃下焙烧4h,450℃下焙烧8h,冷却后研磨得到CdS固体粉末;
p-CoO/n-CdS的制备:
CdS固体粉末: 9%
四水醋酸钴: 3%
无水溴化钴 1%
25%氨水: 16%
去离子水: 71%
p-CoO/n-CdS的制备:按照上述质量百分比,将四水醋酸钴、25%氨水与去离子水混合反应制得钴氨络离子溶液,再加入CdS固体粉末,搅拌成悬浮液后,用频率为30KHZ、功率为1000W的超声波分散器分散0.5h,在80℃下减压蒸馏脱除水分和挥发性的氨,再在氮气保护下200℃热处理2h,物料冷却后加入其质量15倍的去离子水中,经洗涤、超声分散、过滤和干燥,如此重复三次后,固体粉饼再在氮气保护下250℃焙烧4h,350℃下焙烧4h,550℃下焙烧8h,冷却后研磨得到p-CoO/n-CdS固体粉末;
p-CoO/n-CdS/TiO2复合半导体光催化剂的制备:
p-CoO/n-CdS固体粉末: 17%
钛酸四丁酯: 15%
无水乙醇: 55%
盐酸: 10%
去离子水: 3%
p-CoO/n-CdS/TiO2复合半导体光催化剂的制备:按照上述质量百分比,将钛酸四丁酯、无水乙醇、盐酸和去离子水混合后,30℃下搅拌反应24h,制得TiO2溶胶,再加入p-CoO/n-CdS固体粉末,搅拌成悬浮液后,用频率为30KHZ、功率为1000W的超声波分散器分散0.5h,再在85℃下减压蒸馏脱除溶剂,再在氮气保护下150℃热处理3h,物料冷却后加入其质量15倍的去离子水中,经洗涤、超声分散、过滤和干燥,如此重复三次后,固体粉饼再在氮气保护下200℃焙烧4h,350℃下焙烧4h,480℃下焙烧8h,冷却后研磨得到p-CoO/n-CdS/TiO2复合半导体光催化剂。
实施例8
CdS固体粉末的制备:
三乙醇胺盐酸盐: 20%
四水硝酸镉: 14%
硫脲: 9%
去离子水: 57%
CdS固体粉末的制备:按照上述质量百分比,将无水硫酸铵、无水硫酸镉、硫脲与去离子水混合,在设置功率为100W的微波反应器中预反应2h,再在频率为30KHZ、功率为1000W的超声波分散下,于80℃反应8h,然后过滤得到固体粉饼,固体粉饼加入其质量15倍的去离子水中,经洗涤、超声分散、过滤和干燥,如此重复三次后,固体粉饼再在氮气保护下200℃焙烧4h,350℃下焙烧4h,450℃下焙烧8h,冷却后研磨得到CdS固体粉末;
p-CoO/n-CdS的制备:
CdS固体粉末: 9%
无水溴化钴: 5%
25%氨水: 18%
去离子水: 68%
p-CoO/n-CdS的制备:按照上述质量百分比,将四水醋酸钴、25%氨水与去离子水混合反应制得钴氨络离子溶液,再加入CdS固体粉末,搅拌成悬浮液后,用频率为30KHZ、功率为1000W的超声波分散器分散0.5h,在80℃下减压蒸馏脱除水分和挥发性的氨,再在氮气保护下200℃热处理2h,物料冷却后加入其质量15倍的去离子水中,经洗涤、超声分散、过滤和干燥,如此重复三次后,固体粉饼再在氮气保护下250℃焙烧4h,350℃下焙烧4h,550℃下焙烧8h,冷却后研磨得到p-CoO/n-CdS固体粉末;
p-CoO/n-CdS/TiO2复合半导体光催化剂的制备:
p-CoO/n-CdS固体粉末: 11%
钛酸四丁酯: 9.5%
无水乙醇: 64.5%
盐酸: 9%
去离子水: 6%
p-CoO/n-CdS/TiO2复合半导体光催化剂的制备:按照上述质量百分比,将钛酸四丁酯、无水乙醇、盐酸和去离子水混合后,30℃下搅拌反应24h,制得TiO2溶胶,再加入p-CoO/n-CdS固体粉末,搅拌成悬浮液后,用频率为30KHZ、功率为1000W的超声波分散器分散0.5h,再在85℃下减压蒸馏脱除溶剂,再在氮气保护下150℃热处理3h,物料冷却后加入其质量15倍的去离子水中,经洗涤、超声分散、过滤和干燥,如此重复三次后,固体粉饼再在氮气保护下200℃焙烧4h,350℃下焙烧4h,480℃下焙烧8h,冷却后研磨得到p-CoO/n-CdS/TiO2复合半导体光催化剂。
Claims (8)
1.一种p-CoO/n-CdS/TiO2复合半导体光催化剂的制备方法,其特征在于采用如下技术方案和步骤进行制备:
①CdS固体粉末的制备按照铵盐、镉盐、硫脲与去离子水的质量百分比为(0.001%~90%)∶(0.001%~70%)∶(0.001%~90%)∶(0.001%~90%)的比例,将铵盐、镉盐、硫脲与去离子水混合,在功率为30W~15KW的微波反应器中预反应0.1h~10h,再在频率为20KHZ~1MHZ、功率为30W~15KW的超声波分散下,于0℃~160℃反应0.1h~30h,然后过滤得到固体粉饼,固体粉饼加入其质量1~30倍的去离子水中,经洗涤、超声分散、过滤和干燥,如此重复三次后,固体粉饼再在氮气保护下200℃~250℃焙烧0.1h~10h,300℃~350℃下焙烧0.1h~10h,400℃~480℃下焙烧0.1h~10h,冷却后研磨得到CdS固体粉末;
②p-CoO/n-CdS固体粉末的制备按照CdS固体粉末、钴盐、氨水与去离子水的质量百分比为(0.001%~90%)∶(0.001%~70%)∶(0.001%~90%)∶(0.001%~90%)的比例,将钴盐、氨水和去离子水混合反应制得钴氨络离子溶液,再加入CdS固体粉末,搅拌成悬浮液后,用频率为20KHZ~1MHZ、功率为30W~15KW的超声波分散器分散0.1h~10h,在50℃~100℃下减压蒸馏脱除水分和挥发性的氨,再在氮气保护下150℃~300℃热处理1h~10h,物料冷却后加入其质量1~30倍的去离子水中,经洗涤、超声分散、过滤和干燥,如此重复三次后,固体粉饼再在氮气保护下200℃~250℃焙烧0.1h~10h,300℃~350℃下焙烧0.1h~10h,550℃~600℃下焙烧0.1h~10h,冷却后研磨得到p-CoO/n-CdS固体粉末;
③p-CoO/n-CdS/TiO2复合半导体光催化剂的制备按照p-CoO/n-CdS固体粉末、钛酸四丁酯、无水乙醇、盐酸和去离子水的质量百分比为(0.001%~90%)∶(0.001%~70%)∶(0.001%~99%)∶(0.001%~90%)∶(0.001%~90%)的比例,将钛酸四丁酯、无水乙醇、盐酸和去离子水混合后,0℃~100℃下搅拌反应1~30h,制得TiO2溶胶,再加入p-CoO/n-CdS固体粉末,搅拌成悬浮液后,用频率为20KHZ~1MHZ、功率为30W~15KW的超声波分散器分散0.1h~10h,再在50℃~100℃下减压蒸馏脱除溶剂,再在氮气保护下150℃~300℃热处理1h~10h,物料冷却后加入其质量1~30倍的去离子水中,经洗涤、超声分散、过滤和干燥,如此重复三次后,固体粉饼再在氮气保护下200℃~250℃焙烧0.1h~10h,300℃~350℃下焙烧0.1h~10h,450℃~500℃下焙烧0.1h~10h,冷却后研磨得到p-CoO/n-CdS/TiO2复合半导体光催化剂。
2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于制备p-CoO/n-CdS/TiO2复合半导体光催化剂的方法具有如下特点:
①通过p型半导体CoO与n型半导体CdS和TiO2复合,制得p-n复合半导体p-CoO/n-CdS/TiO2光催化剂,使p-CoO/n-CdS/TiO2光催化剂在可见光照射下,由n型半导体CdS吸收可见光,CdS价带上的电子跃迁到CdS导带,在CdS价带上留下一个空穴,由于p型半导体CoO为空穴传输半导体,使CdS价带上的空穴传输到CoO颗粒上,降低了空穴对CdS的氧化作用,达到了有效降低CdS光腐蚀作用的目的;同时,CdS导带上的电子可迁移到TiO2的导带,也可有效提高光生电子-空穴对的分离效率,达到有效提高p-CoO/n-CdS/TiO2光催化效率的目的;
②在CdS固体粉末制备阶段,在反应物中加入铵盐可以有效阻止CdS颗粒的团聚,有利于降低CdS的颗粒粒径,增大CdS粉末的比表面积,提高p-CoO/n-CdS/TiO2的光催化效率;
③在CdS固体粉末制备阶段,使用微波反应器进行了预反应;由于微波加热与传统加热方式完全不同,微波加热是使被加热物料本身成为发热体,不需要热传导的过程,因此,即使是热传导性较差的物料,也可在极短的时间内达到加热温度;而常规加热如火焰、热风、电热、蒸汽等,都是利用热传导的原理将热量从被加热物外部传入内部,逐步使物质中心温度升高,要使中心部位达到所需的温度,需要一定的时间,导热性较差的物质所需的时间就更长,会导致受热不均匀;因此,微波加热不仅加热速度快,而且无论物体各部位形状如何,微波加热均可使物体表里受热均匀,加热均匀性好;本发明使用微波反应器进行了预反应,目的在于使反应物料受热均匀,达到反应温度后,同时有大量CdS粒子生成,使得反应体系中生成的CdS粒子数量更多,有利于降低CdS的颗粒粒径,增大CdS粉末的比表面积,提高p-CoO/n-CdS/TiO2的光催化效率;
④在CdS固体粉末产品制备阶段,在使用微波反应器进行了预反应后,紧接着在使用频率为20KHZ~1MHZ、功率为30W~15KW的超声波分散器分散的情况下反应,目的是减少预反应期间生成的CdS粒子发生团聚,有利于控制CdS的颗粒粒径,提高p-CoO/n-CdS/TiO2的光催化效率;
⑤在CdS固体粉末产品制备阶段,采用不同温度下分阶段焙烧的方法,即在氮气保护下,200℃~250℃焙烧0.1~10h,300℃~350℃下焙烧0.1~10h,400℃~480℃下焙烧0.1~10h,目的是使CdS的结晶度提高,有利于提高p-CoO/n-CdS/TiO2的光催化效率;
⑥在p-CoO/n-CdS固体粉末制备阶段,采用频率为20KHZ~1MHZ、功率为30W~15KW的超声波分散器处理0.1~10h,目的是使CdS分散均匀,并可脱除CdS粉末微孔中吸附的气体,有利于CoO均匀负载在CdS表面的同时,也能使CoO均匀负载到CdS的微孔中,提高p-CoO/n-CdS复合半导体中CoO分散的均匀性,提高p-CoO/n-CdS/TiO2的光催化效率;
⑦在p-CoO/n-CdS固体粉末制备阶段,采用不同温度下分阶段焙烧的方法,即在氮气保护下,200℃~250℃焙烧0.1~10h,再在300℃~350℃下焙烧0.1~10h,然后在550℃~600℃下焙烧0.1~10h,目的是使CoO的结晶度提高,并使CoO与CdS结合得更紧密,有利于提高p-CoO/n-CdS/TiO2的光催化效率;
⑧在p-CoO/n-CdS/TiO2复合半导体光催化剂制备阶段,采用频率为20KHZ~1MHZ、功率为30W~15KW的超声波分散器处理0.1~10h,目的是使TiO2溶胶分散均匀,并可脱除p-CoO/n-CdS固体粉末微孔中吸附的气体,有利于TiO2溶胶均匀负载在p-CoO/n-CdS固体粉末表面的同时,也能使TiO2溶胶均匀负载到p-CoO/n-CdS固体粉末的微孔中,提高p-CoO/n-CdS/TiO2复合半导体中TiO2分散的均匀性,提高p-CoO/n-CdS/TiO2的光催化效率;采用不同温度下分阶段焙烧的方法,在氮气保护下,200℃~250℃焙烧0.1~10h,300℃~350℃下焙烧0.1~10h,450℃~500℃下焙烧0.1~10h,目的是使TiO2的结晶度提高,有利于提高p-CoO/n-CdS/TiO2的光催化效率。
3.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于反应所用的铵盐是无水硫酸铵、无水硝酸铵、无水氯化铵、无水溴化铵、无水乙酸铵、无水甲酸铵、结晶硫酸铵、结晶硝酸铵、结晶氯化铵、结晶溴化铵、结晶乙酸铵、结晶甲酸铵、三甲胺硫酸盐、三甲胺硝酸盐、三甲胺盐酸盐、三甲胺氢溴酸盐、三甲胺乙酸盐、三甲胺甲酸盐、二甲胺硫酸盐、二甲胺硝酸盐、二甲胺盐酸盐、二甲胺氢溴酸盐、二甲胺乙酸盐、二甲胺甲酸盐、一甲胺硫酸盐、一甲胺硝酸盐、一甲胺盐酸盐、一甲胺氢溴酸盐、一甲胺乙酸盐、一甲胺甲酸盐、三乙胺硫酸盐、三乙胺硝酸盐、三乙胺盐酸盐、三乙胺氢溴酸盐、三乙胺乙酸盐、三乙胺甲酸盐、二乙胺硫酸盐、二乙胺硝酸盐、二乙胺盐酸盐、二乙胺氢溴酸盐、二乙胺乙酸盐、二乙胺甲酸盐、一乙胺硫酸盐、一乙胺硝酸盐、一乙胺盐酸盐、一乙胺氢溴酸盐、一乙胺乙酸盐、一乙胺甲酸盐、三乙醇胺硫酸盐、三乙醇胺硝酸盐、三乙醇胺盐酸盐、三乙醇胺氢溴酸盐、三乙醇胺乙酸盐、三乙醇胺甲酸盐、二乙醇胺硫酸盐、二乙醇胺硝酸盐、二乙醇胺盐酸盐、二乙醇胺氢溴酸盐、二乙醇胺乙酸盐、二乙醇胺甲酸盐、一乙醇胺硫酸盐、一乙醇胺硝酸盐、一乙醇胺盐酸盐、一乙醇胺氢溴酸盐、一乙醇胺乙酸盐、一乙醇胺甲酸盐中的任一种或多种。
4.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于反应所用的镉盐是无水硫酸镉、无水硝酸镉、无水氯化镉、无水溴化镉、无水甲酸镉、无水乙酸镉、无水酒石酸镉、无水柠檬酸镉、结晶硫酸镉、结晶硝酸镉、结晶氯化镉、结晶溴化镉、结晶甲酸镉、结晶乙酸镉、结晶酒石酸镉、结晶柠檬酸镉中的任一种或多种。
5.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于反应所用的钴盐是无水硫酸钴、无水硝酸钴、无水氯化钴、无水溴化钴、无水甲酸钴、无水乙酸钴、无水酒石酸钴、无水柠檬酸钴、结晶硫酸钴、结晶硝酸钴、结晶氯化钴、结晶溴化钴、结晶甲酸钴、结晶乙酸钴、结晶酒石酸钴、结晶柠檬酸钴中的任一种或多种。
6.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于按钛酸四丁酯、无水乙醇、盐酸和去离子水的质量百分比为(0.001%~70%)∶(0.001%~99%)∶(0.001%~90%)∶(0.001%~90%)的比例,将钛酸四丁酯、无水乙醇、盐酸和去离子水混合后,0℃~100℃下搅拌反应1~30h,制得的TiO2溶胶,其中,TiO2的质量百分比浓度为0.001%~60%。
7.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于反应所用的微波反应器的功率为30W~15KW。
8.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于光催化剂的制备过程中所用的超声波分散器的频率为20KHZ~1MHZ、功率为30W~15KW。
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