CN103657628B - 一种SnO2-TiO2复合纳米光催化剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种SnO2-TiO2复合纳米光催化剂的制备方法，操作步骤为：（1）将钛酸四丁酯、无水乙醇、冰醋酸混合，加入稀硝酸调节pH值，搅拌，并加水；（2）按钛︰锡摩尔比为3︰1向混合后溶液加入SnCl4·5H2O溶液，搅拌，陈化22～26h；（3）将陈化后物质放入高压釜中保持175～185℃处理22～25h，使高压釜内物质冷却至室温；（4）将产物离心分离，在95～110℃下烘干，焙烧2～6h，即得产品。本发明制备的SnO2-TiO2复合纳米光催化剂纯度、活性较高，分散性好，热稳定性强，重复性好；本发明不需要另外添加表面活性剂等，使得成本较低，大大的降低了生产成本；同时生产时间缩短为2～3d，并且操作简单、安全。
Description
技术领域
本发明属于纳米材料和光催化技术领域，涉及一种SnO2-TiO2复合纳米光催化剂的制备方法。
背景技术
TiO2俗称钛白粉，是一种n型的半导体材料，禁带宽度为3.2eV。因其具有高比表面积，价廉无毒，光电性能强，催化活性高等优点，因此成为当前最有应用潜力的光催化剂。但是，TiO2的内在物理特性决定其对太阳能利用率很低，电子-空穴复合率高，导致光催化活性大大降低。因此，通过对TiO2进行改性使其激发的波长从紫外线向可见光扩大，减慢电子-空穴的复合，增加光催化效率，已成为科学家的研究重点。目前，为了实现这一目标，采用多种不同技术对TiO2进行改性或掺杂，以提高其光催化活性。如在TiO2金属表面掺杂过渡金属、非金属，表面沉积贵金属，表面光敏化处理以及半导体复合等。半导体复合主要是利用能带宽度不同但又相近的两种半导体复合，这样不仅可以使光生载流子在不同能级载流子之间运输，而且延长了载流子的寿命，很大程度上避免了载流子的复合，提高了载流子的分离率，从而提高了体系的光催化活性。
SnO2也是一种典型的n型半导体，其禁带宽度3.5～3.6eV，化学性质稳定，其能级与半导体TiO2相匹配，而SnO2与TiO2的导带能级间的差异导致SnO2和TiO2复合后，光生电子从TiO2表面转移并在SnO2上富集，相应减少了TiO2表面电子的密度，光生电子和空穴可以有效的分离，也就减少了光生电子-空穴对的复合几率，可大大提高TiO2的光催化活性，为此我们希望通过研究纳米TiO2与SnO2形成的复合材料来有效的降低光生电子-空穴对的复合，从而提高光量子产率，同时拓宽紫外可见吸收光谱，达到提高光催化活性的目的。
纳米光催化剂是污染物的克星，其作用机理是：纳米光催化剂在特定波长光的照射下受激生成"电子-空穴"对，这种"电子-空穴"对和周围的水、氧气发生作用后，具有极强的氧化-还原能力，能将空气中甲醛、苯等污染物直接 分解成无害无味的物质。在光照下，如果光子的能量大于半导体禁带宽度，其价带上的电子（e-）就会被激发到导带上，同时在价带上产生空穴（h+）。光生空穴有很强的氧化能力，光生电子具有很强的还原能力，它们可以迁移到半导体表面的不同位置，与表面吸附的污染物发生氧化还原反应。
目前，使SnO2和TiO2复合的技术手段有很多种，其中的共沉淀法、溶胶凝胶法、水热法都是十分典型的传统方法，许多纳米材料的制备都是通过这些方法制备或者是通过这些方法的延申或相结合的方法制备，因此，它们在固体催化剂材料的制备以及研究上起着十分重要的作用。
溶胶-凝胶法是将一些易水解的金属盐经水解和缩聚等化学反应制得溶胶，再将溶胶转化为凝胶，再通过焙烧得到纳米粉体的方法。该方法合成温度低，过程易于控制；工艺简单利于批量生产，并且制得的粉体具有高度的化学组成均匀性、高纯性、超细性等。
溶胶-溶剂热法是将溶胶凝胶法中形成凝胶前的溶胶直接转移到高压反应釜中进行溶剂热反应。
沉淀法是经典且广泛应用的一种制备固体催化剂的方法，几乎所有的固体催化剂至少有一部分是由沉淀法制备的，共沉淀法是将催化剂所需的两个或两个以上组分在沉淀剂的作用下同时沉淀的一个方法，其特点是一次可以同时获得几个组分，而且各个组分的分布比较均匀，如果各组分之间能够形成固溶体，那么对光的吸收能力更好。
共沉淀-水热法是将已经形成沉淀的组分直接转移到高压反应釜中进行水热反应。
水热法是在密封反应釜内，以水溶液作为反应介质，加热反应容器，创造高压反应环境，把在常温常压下，溶液中不易被氧化的物质或者不易合成的物质，通过将物系置于封闭的高温高压条件下来加速反应的进行的一种材料制备方法。水热法的工艺和设备简单，易于控制，无需高温灼烧处理，产物直接为晶态。
已有文献报道用这些方法来制备SnO2-TiO2复合纳米光催化剂，但是这些方法制备出来的催化剂活性不高，使得反应效果不好；当单独用沉淀法或者水热法制备催化剂时，所使用的前驱体为四氯化钛，四氯化钛的受热分解时反应剧烈，出现大量浓烟，使得反应过程比较危险；现有技术制备SnO2-TiO2 复合催化剂时需要加入表面活性剂等物质，致使生产成本较高，同时，在制备该催化剂过程中一般耗时4～5d，时间太长。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，发明一种制备SnO2-TiO2复合纳米光催化剂的方法，使所制得催化剂具有高活性、高稳定性；同时，本发明方法反应周期短、催化剂重复性好；进一步的，本发明降低了生产成本，使得操作简单、安全。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
一种SnO2-TiO2复合纳米光催化剂的制备方法，包含以下操作步骤：
（1）将钛酸四丁酯、无水乙醇、冰醋酸混合，然后加入稀硝酸调节pH值为2～4，搅拌10～20min，加水并搅拌，静置；
（2）按钛︰锡摩尔比为3︰1向步骤（1）中混合后溶液加入SnCl4·5H2O溶液，搅拌，然后陈化22～26h；
（3）将步骤（2）中陈化后物质放入高压釜中保持175～185℃恒温处理22～25h，然后使高压釜内物质冷却至室温；
（4）将步骤（3）中所得产物离心分离，在95～110℃下烘干，然后于500～600℃下焙烧2～6h，即得产品。
一种SnO2-TiO2复合纳米光催化剂的制备方法，其更详细的步骤如下：
（1）将钛酸四丁酯、无水乙醇、冰醋酸混合均匀，在不断搅拌情况下逐滴加入稀硝酸调节pH值为2～4，搅拌10～20min，加水然后继续搅拌，静置；
（2）按钛︰锡摩尔比为3︰1向步骤（1）中混合后溶液加入SnCl4·5H2O溶液，搅拌均匀，然后陈化22～26h；
（3）将步骤（2）中陈化后物质放入高压釜中保持175～185℃恒温处理22～25h，然后使高压釜内物质冷却至室温；
（4）将步骤（3）中陈化22～25h后所得产物离心分离，在95～110℃下烘干，然后于500～600℃下焙烧2～6h，即得产品。
优选的是，步骤（1）中加入的钛酸四丁酯、无水乙醇、冰醋酸、稀硝酸、水的体积比为3～5︰14～21︰1︰1～3︰1～3。
优选的是，步骤（1）中加入的钛酸四丁酯、无水乙醇、冰醋酸、稀硝酸、 水的体积比为4︰17︰1︰2︰2。
优选的是，步骤（1）中所述的稀硝酸为硝酸与水体积比为1︰10的稀硝酸水溶液。
优选的是，所述的水为去离子水或蒸馏水。
优选的是，步骤（2）中所用SnCl4·5H2O溶液的摩尔浓度为1.4mol/L。
优选的是，步骤（1）中加水并搅拌时间为10min，静置时间为30min。
优选的是，步骤（4）中在95～110℃下烘干后，将产物研磨成粉后，再进行焙烧。
本发明为溶胶-凝胶法与溶剂热法复合作用下制备的SnO2-TiO2复合纳米光催化剂，使得溶胶胶粒间的聚合度好，所制得的催化剂纯度、活性较高，分散性好，热稳定性强，重复性好；进一步的本发明不需要另外添加表面活性剂等活化物质，使得成本较低，大大的降低了生产成本；同时生产时间缩短为2～3d，并且操作简单、安全；更进一步的本发明方法使用的前驱体为钛酸四丁酯反应时较为温和，使得生产过程中危险性较低，有益于扩大工业化生产。
附图说明
附图1为5种不同方法制备的SnO2-TiO2复合纳米光催化剂XRD图谱。
附图2为溶胶-溶剂热制备的SnO2-TiO2复合纳米光催化剂的扫描电子显微镜图片。
附图3为5种不同方法制备的SnO2-TiO2复合纳米光催化剂的光催化降解效果图。
具体实施方式
以下参照具体实施方式来进一步描述本发明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施，本发明保护范围并不受制于本发明的实施方式。在实施例中，实验组分为三组进行，分别为实施例1、实施例2、实施例3；对比试验分为两组，分别为实施例4、实施例5。其中s-g表示溶胶-凝胶法，s-hyth为溶胶-溶剂热法（为溶胶-凝胶法与溶剂热法两种复合的方法），cop为共沉淀法，cop-hyth为共沉淀-水热法，hyth为水热法。
实施例1
将6ml钛酸四正丁酯、25ml无水乙醇、1.5ml冰醋酸混合均匀，在不断搅拌下，逐滴加入3ml稀硝酸（硝酸︰水=1︰10）调节pH值为3，继续搅拌15min后，加入3ml去离子水，再搅拌10min，然后静置30min，按钛︰锡摩尔比为3︰1再加入4ml摩尔浓度为1.4mol/L的SnCl4·5H2O溶液，搅拌均匀，陈化24h，使溶胶胶粒间缓慢聚合。将陈化后的溶胶转移到高压釜中在180℃恒温处理24h，然后使高压釜内产物冷却至室温，将所得产物进行离心分离，分离后在100℃下烘干，然后研磨成粉末，样品标记为s-hyth。将粉末在马弗炉中550℃焙烧4h，即得SnO2-TiO2固溶体。
实施例2
将6ml钛酸四正丁酯、28ml无水乙醇、2.0ml冰醋酸混合均匀，在不断搅拌下，逐滴加入3ml稀硝酸（硝酸︰水=1︰10）调节pH值为2，继续搅拌15min后，加入1ml去离子水，再搅拌10min，然后静置30min，按钛：锡摩尔比为3︰1再加入4ml摩尔浓度为1.4mol/L的SnCl4·5H2O溶液，搅拌均匀，陈化22h，使溶胶胶粒间缓慢聚合。将陈化后的溶胶转移到高压釜中在175℃恒温处理22h，然后使高压釜内产物冷却至室温，将所得产物进行离心分离，分离后在95℃下烘干，然后研磨成粉末，将粉末在马弗炉中500℃焙烧6h，即得SnO2-TiO2固溶体。
实施例3
将12.5ml钛酸四正丁酯、52.5ml无水乙醇、2.5ml冰醋酸混合均匀，在不断搅拌下，逐滴加入2.5ml稀硝酸（硝酸：水=1︰10）调节pH值为4，继续搅拌15min后，加入7.5ml蒸馏水，再搅拌10min，然后静置30min，按钛：锡摩尔比为3︰1再加入4ml摩尔浓度为1.4mol/L的SnCl4·5H2O溶液，搅拌均匀，陈化26h，使溶胶胶粒间缓慢聚合。将陈化后的溶胶转移到高压釜中在185℃恒温处理25h，然后使高压釜内产物冷却至室温，将所得产物进行离心分离，分离后在110℃下烘干，然后研磨成粉末，将粉末在马弗炉中600℃焙烧2h，即得SnO2-TiO2固溶体。
实施例4
将6ml钛酸四正丁酯、25ml无水乙醇、1.5ml冰醋酸混合均匀，在不断搅拌下，逐滴加入3ml稀硝酸（硝酸︰水=1︰10）至pH=3，继续搅拌15min后，然后向搅拌后混合液中加入3ml去离子水，搅拌10min，静置30min，再加入4ml摩尔浓度为1.4mol/L的SnCl4·5H2O溶液，搅拌均匀，搅拌均匀，然后陈化24h，使溶胶胶粒间缓慢聚合。将准备好的溶胶于100℃烘箱中烘干，然后将烘干研磨成粉末，样品标记为s-g。将所得粉末在马弗炉中550℃焙烧4h，得到SnO2-TiO2固溶体。
实施例5
制备以下三份相同的混合溶液：按各物质的摩尔比为钛︰锡︰尿素=3︰1︰60，将8ml浓度为2mol/L的TiCl4溶液和4ml浓度为1.4mol/LSnCl4·5H2O溶液混合均匀，搅拌30min，然后加入75ml浓度为6mol/L的尿素溶液，搅拌1h。将上述三份相同的的混合溶液分别标记为cop、cop-hyth、hyth，将cop、cop-hyth两份混合溶液在80℃油浴锅里在持续搅拌的条件下，恒温反应8h，使混合溶液沉淀完全；然后将已经完全沉淀的cop放在室温下冷却，陈化24h，将所得产物洗涤、离心、在60℃下烘干，然后将烘干后物质研磨成粉末，备用；将标志为cop-hyth的浑浊液放入高压釜中于180℃恒温处理24h，然后使高压釜内产物冷却至室温，将所得产物洗涤、离心，在60℃下烘干，然后研磨成粉末，备用；将标志为hyth的混合溶液直接放入高压釜中，在180℃下恒温处理24h，然后使高压釜内产物冷却至室温，将所得产物洗涤、离心，在60℃下烘干，然后将烘干后物质研磨成粉末，备用；将上述所得各粉末分别放在马弗炉中550℃焙烧4h，得到标志分别为：cop、cop-hyth、hyth的SnO2-TiO2固溶体。
在附图1为催化剂晶相变化图，从图中可以看出所制得催化剂的晶型均为纯金红石型；在附图2中可以看出，溶胶-溶剂热所得催化剂形态较为统一，各分子分布性好；在附图3中可以看出，由上述5种方法制备所得催化剂，在运用于紫外光下催化降解甲基蓝的反应中，都表现出了活性，尤其以溶胶-溶剂热法所制备出的催化剂活性最好，由于通过本方法的制备，使得溶胶胶粒间的聚合比较好，获得粒径较小的颗粒，具有更大的比表面积，更多的吸 附位点。更高的光催化活性可能是通过改变其电子结构，提高表面氧空穴数和表面羟基数。从而使所制得催化剂活性更好，远远高于一般方法制备所得SnO2-TiO2复合纳米光催化剂。
本发明为溶胶-凝胶法与溶剂热法复合作用下制备的SnO2-TiO2复合纳米光催化剂，使得溶胶胶粒间的聚合度好，所制得的催化剂纯度、活性较高，分散性好，热稳定性强，重复性好；进一步的本发明不需要另外添加表面活性剂等活化物质，使得成本较低，大大的降低了生产成本；同时生产时间缩短为2～3d，并且操作简单、安全；更进一步的本发明方法使用的前驱体为钛酸四丁酯反应时较为温和，使得生产过程中危险性较低，有益于扩大工业化生产。
Claims (8)
1.一种SnO2-TiO2复合纳米光催化剂的制备方法，其特征在于，包含以下操作步骤：
（1）将钛酸四丁酯、无水乙醇、冰醋酸混合，然后加入稀硝酸调节pH值为2～4，搅拌10～20min，加水并搅拌，静置；
（2）按钛︰锡摩尔比为3︰1向步骤（1）中混合后溶液加入SnCl4·5H2O溶液，搅拌，然后陈化22～26h；
（3）将步骤（2）中陈化后物质放入高压釜中保持175～185℃恒温处理22～25h，然后使高压釜内物质冷却至室温；
（4）将步骤（3）中所得产物离心分离，在95～110℃下烘干，然后于500～600℃下焙烧2～6h，即得产品。
2.根据权利要求1所述SnO2-TiO2复合纳米光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）中加入的钛酸四丁酯、无水乙醇、冰醋酸、稀硝酸、水的体积比为3～5︰14～21︰1︰1～3︰1～3。
3.根据权利要求1所述SnO2-TiO2复合纳米光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）中加入的钛酸四丁酯、无水乙醇、冰醋酸、稀硝酸、水的体积比为4︰17︰1︰2︰2。
4.根据权利要求1所述SnO2-TiO2复合纳米光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述的稀硝酸为硝酸与水体积比为1︰10。
5.根据权利要求1所述SnO2-TiO2复合纳米光催化剂的制备方法，其特征在于：所述的水为去离子水或蒸馏水。
6.根据权利要求1所述SnO2-TiO2复合纳米光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所用SnCl4·5H2O溶液的摩尔浓度为1.4mol/L。
7.根据权利要求1所述SnO2-TiO2复合纳米光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）中加水并搅拌时间为10min，静置时间为30min。
8.根据权利要求1所述SnO2-TiO2复合纳米光催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（4）中在95～110℃下烘干后，将产物研磨成粉后，再进行焙烧。
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Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
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